빛에서 색이 만들어지는 과정을 생각해보죠. 먼저 모든 색깔을 포함한 햇빛이나 혹은 조명으로 나온 하얀 빛이 사물에 닿고, 이로부터 특정 파장의 빛이 반사가 되어 눈으로 들어오면 우리는 그 파장에 해당하는 색을 느끼게 됩니다. 모든 빛을 반사하면 하얀색, 반사되는 빛이 없을 경우, 모든 빛을 투과하면 투명, 흡수하면 검은색으로 느끼죠. 햇빛은 하얀색이지만, 만일 광원이 하얀색이 아닌, 특정 색을 가진 빛을 내는 경우에는 물체의 색도 변합니다. 빛을 만든다는 의미에서는 디스플레이도 광원입니다. 다만, 물체를 비추기 위한 빛이 아니라, 우리가 보고 정보를 얻기 위한 빛, 영상을 만들어내죠. 그리고 디스플레이는 원색을 만드는 것에서 시작합니다.
원색(primary color)은 색을 혼합하여 모든 색들을 만들 수 있는, 서로 독립적인 색을 말합니다. 독립적이라 함은 서로가 서로를 절대 만들 수 없음을 의미합니다. 즉, 3원색의 경우, 2개의 색을 혼합하여도 남은 1개의 색을 만들 수 없다는 의미가 되죠. 빛의 3원색은 빨강(R), 초록(G), 그리고 파랑(B)으로 가산 혼합(additive color mixture)에 해당합니다. 즉, 색들을 혼합하여 섞을수록 더 밝아집니다. 반대로 색의 3원색은 섞을수록 더 어두워지는 감산 혼합이죠. 참고로, 주황, 보라, 노랑도 다른 색들을 조합해서 만들 수 없지만, 시각 기관이 RGB 파장에 민감하게 반응하기 때문에 이를 빛의 3원색으로 정의합니다.
그리고, 디스플레이는 RGB 3원색의 가산 혼합으로 서로 다른 색들을 만들어가며, 이는 화면의 기본 단위인 화소에 해당합니다. 화소는 한문으로 '그림 단위'이며, '그림'의 picture와 '단위'의 element, 즉, picture element로부터 픽셀(pixel)이라는 단어가 나오게 되죠. 그리고 RGB 화소 안에서 R 영역과 G 영역, 그리고 B 영역을 따로 구분하여 부화소(sub-pixel)이라고 합니다. 간혹 밝기를 증가시키기 위해 하얀색을 내는 W(white) 부화소가 추가되기도 합니다. 각 부화소들에서 나오는 RGB의 밝기를 조절하면서 다양한 밝기를 다양한 색들을 만들어내죠. 그리고 이러한 화소들이 2차원적으로 배열되어 모자이크처럼 영상을 구현합니다.
이러한 개념으로 그려진 그림도 있죠. 19세기 후반의 점묘화 기법(pointillism)으로, 작은 점들을 찍어서 그림으로 표현하였습니다. 조르주 쇠라와 파울 시냐크 등 대표적인 화가들이죠. 여기에서도 화소의 개념을 알 수 있습니다.
만일 디스플레이 화면의 크기가 같다면, 화소의 수가 많을수록 화소의 크기가 작아지면서 영상을 더욱 섬세하게 표현할 수 있겠죠. 그래서 디스플레이의 해상도는 화소의 수로 결정이 됩니다. 즉, 동일한 면적에 얼마나 많은 화소들이 포함되느냐가 고해상도의 중요한 척도가 되는 것입니다. 이는 PPI(Pixels Per Inch)로 확인이 가능한데, PPI는 1인치 안에 들어오는 화소의 수를 의미합니다. PPI가 높을수록 표현할 수 있는 화소 수가 많아지고 더 세밀한 이미지 표현이 가능해지죠. 결국 디스플레이에서는 RGB 3원색을 내는 3개의 부화소들이 모여서 화소를 이루고, 이 화소들이 2차원적으로 모여서 화면을 만들어냅니다. 부화소들 각각은 독립적으로 구동되면서 서로 다른 밝기의 RGB 색을 만들고, 화소는 세개 부화소들의 색들이 가산 혼합되면서 다양한 색을 만들어 내며, 화소마다 만들어지는 다양한 밝기, 다양한 색들이 모여서 화면에 영상을 구현하죠. 이제 화면 위의 화소들, 몇개의 색을 얼마나 만들 수 있는지, 전기 광학적으로 어떻게 구동되는지 살펴봅니다.
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# 더! 생각해보기
a. 빛은 어떻게 색을 만들까. 하얀색, 까만색, 그리고 투명한 색?~ 은 어떻게 만들어질까
b. 빛의 3원색과 색은 3원색은 왜 다를까, 어떻게 다를까
c. 디스플레이의 빛은 어떻게 색을, 영상을 만들어갈까
# 더! 풀어보기
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