색의 과학 (색채와 미술을 위한 모든 지식)

색의 과학 (색채와 미술을 위한 모든 지식)

빛과 색, 채색재료에 관한 화학(과학) 지식, 미술품의 보존복원법 등을 다룬 학술 도서

책 소개

화학과 미술에 몸담은 일생의 학업을 망라한 강의 노트이자, 현장과 각종 매체를 통해 소통해 온 독자들에게 전하는 헌정서. 색과 빛을 다루는 작가가 궁금해할 법한 과학 지식, 일반 독자들의 호기심을 자극하는 예술과 과학 분야의 교차점 등을 펼쳐 보인다. 저자가 설계한 길을 따라 걷다 보면, 길목마다 촘촘히 세워둔 과학 이정표와 아름답게 꾸며둔 색채의 정원을 마주하게 된다. 색과 빛의 원리, 매체별 색채 구현 방식, 채색재료별 사용상 유의점, 작품의 보존·보수를 위한 조언 등 관련된 지식에 목말랐던 독자, 눈으로만 보아왔던 예술 작품 너머의 또 다른 세계를 발견할 준비가 된 독 자, 색채와 관련된 직업인으로서 색을 더 깊이 이해하고 싶은 독자에게 이 책을 추천한다.

출판사 서평

색과 빛, 캔버스와 디스플레이, 안료와 화학식을 넘나드는

찬란한 색채의 세계, 빛나는 작품들

창밖으로 보이는 풍경, 손안에서 반짝이는 스마트폰부터 쇼윈도 너머의 브랜드 화보, 영화관의 강렬한 스크린, 갤러리에 놓인 작품에 이르기까지 색 과 빛은 갖가지 형태로 일상을 채운다. 『색의 과학』은 이처럼 일상을 채우는 색과 빛에 관한 모든 지식을 다룬다. 색과 빛이 어떤 원리로 우리 곁에 존재하는지, 매체별로 색이 어떻게 구현되는지, 각각의 색은 무엇으로부터 어떻게 얻는지, 어떤 과정을 통해 색이 바래고 손상되는지, 색을 오래도록 보존하고 보수·복원하는 방법이 무엇인지를 화학적 지식으로 상세히 풀어낸다.

캔버스와 디스플레이, 안료와 화학식을 넘나드는 색채화학 강의를 따르면서 독자들은 동굴벽화부터 조각, 공예품, 템페라화, 동양화, 판화, 유화, 아크릴화, 사진에 이르는 빛나는 작품들을 만나게 된다. 『색의 과학』에는 에셔, 반 고흐, 세잔, 모네, 몬드리안, 반에이크, 피카소, 보스, 와토, 페르메이르, 사소페라토, 라파엘로, 렘브란트, 루벤스, 뒤러, 다빈치, 밀레 등 서양 화가는 물론 신윤복, 이택균, 가쓰시카 호쿠사이 같은 동양 화가의 작품이 다수 수록되어 있다. 메트로폴리탄미술관, 루브르 박물관, 런던 국립미술관, 워싱턴DC 국립미술관, 예르미타시 미술관 등 세계 유수 미술관과 박물관에 소장된 약 50점의 엄선된 작품 이미지들을 넘겨보며 눈부신 색채의 세계를 만끽하게 될 것이다.

누구나 쉽게 읽어갈 수 있는 간결한 설명,

미술과 과학을 경계 없이 엮어낸 구성

『색의 과학』은 인류의 시작부터 함께해 온 색을 과학 지식, 시기별 작품과 함께 소개하며 색이 발견되고 쓰여온 역사, 해당 색과 관련된 생활과 환경 이야기, 매체 발전에 따른 색의 새로운 구현 방식, 여러 색채 기법의 전처리 및 후처리, 미술품 보존과 복원 방법을 차례로 안내한다. 다양한 영역을 광범위하게 소개하고 있기에, 필요한 어느 페이지를 펼쳐 읽더라도 기대한 것보다 폭넓게 엮어낸 지식을 만날 수 있다. 과학에 별다른 지식이 없는 독자라도, 페이지마다 달린 주석을 참고한다면 색과 빛, 미술과 과학의 경계에서 새로운 풍경을 마주하게 될 것이다.

제1장 “색채를 위한 과학의 기초”에서는 과학이 무엇인지, 단위계와 연금술, 원소와 분자, 물질에 관한 기초 화학 지식을 소개한다. 우리나라와 영국, 미국의 단위계를 정리한 표와 원소주기율표를 비롯해 뉴턴(N), 힘, 일, 압력 등 유도단위에 대한 정의도 세세하게 수록하고 있다.

제2장 “빛과 색”에서는 파동으로서의 빛과 입자로서의 빛에 대해 다루며, 색이란 특정한 파장의 빛이 갖는 광학적 성질임을 설명한다. 나아가 우리 눈이 색을 어떻게 인지하는지, 감법혼색과 가법혼색이란 무엇인지, 색상환과 색체계는 어떻게 이루어져 있는지 등을 다룬다.

제3장 “색을 구현하는 방법”에서는 LCD, LED, PDP 등 광학 장치들에 대해 소개하며 광학 장치가 어떤 원리로 어떤 조건에서 작동하고 어떤 화학적 특징을 가지는지, 이와 비교해 채색재료들은 어떤 물성을 지니는지 설명한다.

제4장 “안료의 과학”에서는 안료란 무엇이고 어떤 특성을 가지는지, 무기안료와 유기안료가 각각 어떤 과정을 통해 색을 구현하는지 살핀다. 이어 반 고흐의 크롬 옐로, 세잔의 비리디언, 마티스의 카드뮴 레드, 신윤복의 석청, 반에이크의 말라카이트 그린, 사소페라토의 울트라마린 같은 무기안료는 물론 라파엘로의 카민, 렘브란트의 스틸드그레인, 프라고나르의 인디언 옐로, 루벤스의 인디고, 시냐크의 모브 등 유기안료를 작품과 함께 소개한다.

제5장 “염료의 과학”에서는 염료란 무엇인지 설명하면서 생산 방식으로 구별되는 염료의 종류, 염료별 특성에 따른 염색법, 염료의 성질을 갖는 레이크 안료에 대해 소개한다. 아조, 카보닐, 프탈로시아닌 계열의 다양한 염료들과 직물에 따른 염색 공정을 알 수 있다.

제6장 “용제, 미디엄, 바니시”의 과학에서는 물과 기름을 용제로 어떻게 쓰고 있는지, 수지가 얼마나 다양한 형태로 미술 영역에 활용되는지, 접착은 어떤 원리로 적용되는지를 설명한다. 이 밖에도 달걀노른자를 활용한 채색 방식인 템페라와 미술 작품의 후처리 과정에 쓰이는 바니시, 파스텔 작업에 활용되는 시카티프 등에 대해서도 살펴본다.

제7장 “보존, 보수, 복원의 과학”에서는 도막이라 부르는 채색층이 건조하는 과정에 대해 벽화부터 프레스코, 수채화, 동양화, 유화, 아크릴화 등 채색재료별로 풀어낸다. 나아가 채색층을 손상시키는 요인들과 예방법에 대해 설명하고, 작품을 보수하고 복원하기 위해 어떤 기술을 활용하고 있는지 에 대해 소개한다.

‘수택手澤’이라는 말이 있다. 손이 자주 닿았던 물건에 손때가 묻어서 생기는 윤기를 뜻하는 말로, 오래 두고 아낄수록 빛이 나는 물건에 이 표현을 사용한다. 과학과 화학을 다루는 『색의 과학』을 다소 딱딱하고 무겁게 느낄지 모르나, 곁에 두고 자주 펼쳐볼수록 이 책의 진가가 드러나리라 확신한다. 자기 작품에 대해 진지하게 연구하는 작가들, 매체별 색 구현에 촉각을 세우는 산업계의 미술가들, 전문적인 색채 지식을 전하는 교육자들, 예술 작품과 색을 사랑하는 애호가들에게 일독을 권한다.

책 속으로

영어로 빛은 라이트(Light), 색은 컬러(Color)다. 빛은 사전에서 “물체를 보이게 만드는 물질”이라고 정의한다. 빛이 어떤 물체에 도달하여 반사하면 우리가 그 물체를 볼 수 있다. 만일 그 물체가 받은 모든 빛을 흡수해버린다면 우리는 그 물체를 볼 수 없다. 물체에 닿는 빛 전부 또는 일부가 반사되어 우리 눈에 도달해야 물체를 볼 수 있게 된다. 빛에는 여러 종류가 있다. 가시광선(可視光線, Visible Rays)도 있고 자외선(紫外線, UV, Ultraviolet Rays)도 있으며 적외선(赤外線, Infrared Ray)도 있다. X선(X -Ray, X–Radiation)도, 감마선(Gamma Ray)도 있고, 통신에 쓰는 단파 (短波, Short Wave)와 FM파(Frequency Modulation Wave)도 있다. 이 다양한 빛들은 파장에 따라 나눈다. 가시광선 중에서도 파장에 따라 어떤 파장의 빛은 흡수하고 어떤 파장의 빛은 반사한다. 긴파장의 빛을 반사하면 붉게 보이고, 짧은 파장의 빛만 반사하면 파랗게 보일 것이다. 색은 빛 중에서 특정한 파장의 빛이 갖는 광학적 성질이다.

-- 제2장. 빛과 색 79p

색이 나타나는 메커니즘은 크게 두 가지가 있다. 하나는 화학적(재료) 방법이고 또 하나는 물리적(광학) 방법이다. 화학적 방법에서는 재료가 어떤 파장을 흡수하느냐에 따라 색이 달라진다. 그리고 물리적 방법에서는 빛을 얼마나 굴절시키느냐에 따라 색이 달라진다. 우리가 색을 구현할 때도 마찬가지로 특정한 파장의 빛을 흡수하는 색소를 사용하거나 빛의 굴절을 조절하는 광학장치를 사용해서 다채로운 색을 표현할 수 있다.

--제2장. 빛과 색 94p

광학장치(光學裝置, Optical Devices), 즉 디스플레이는 빛을 사용하여 색을 나타내며 영화나 텔레비전이나 컴퓨터, 휴대전화 등이 있다. 이들도 역시 삼원색을 사용하여 모든 색을 나타내는데, 광학의 삼원색은 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue)이다. 우리 눈에서 색을 감지하는 3가지 추상세포 (錐狀細胞, Pyramidal Cell)와 같다. 이 3색을 모두 더하면 흰색이 된다. 색을 섞을수록 점점 명도가 높아지는 이 시스템을 가법혼색 또는 가법혼합이라고 부른다. 혼색을 하면 무엇인가가 더해진다는 의미이다. 무엇을 더한다는 말인가? 과학적으로 이야기하면 광자(光子, Photon)를 더한다는 말이다. 빛을 섞어서 혼색을 하면 광자가 증가하게 된다.

--제3장. 색을 구현하는 방법 114p

색채를 구현하는 가장 흔한 방법은 채색재료(Coloring Material)를 칠하는 것이다. 그 채색재료는 특정한 스펙트럼의 빛을 흡수하는 물질을 함유하고 있을 것이다. 특정한 스펙트럼의 빛을 흡수하는 물질, 즉 색이 있는 물질을 우리는 색료(色料, Colorant)라고 한다. 이 색료는 2가지 종류가 있는데 하나는 안료(顔料, Pigment)이고, 또 하나는 염료(染料, Dye)이다. 안료는 어느 정도의 크기를 지닌 알갱이 상태로 색을 내는 물질이다. 다시 말하면 용해되지 않은 입자 상태로 색을 띤다. 이에 비해 염료는 용제에 용해되어 색을 띤다. 그래서 옷감의 염색에 사용한다. 일반적으로 염료는 내구성이 약하며 안료는 내구성이 강하다.

--제3장. 색을 구현하는 방법 141p

원소 자체의 색, 그리고 그 원소를 포함하는 무기안료가 내는 색은 다를 수 있다. 황(S)은 자체적으로 노란색을 띠지만 황을 포함한다고 해서 노란색이 되는 것은 아니다. 황화카드뮴(CdS)은 노란색이지만, 황화수은(HgS)은 빨간색이고, 황화납(PbS)은 검은색이다. 무기안료의 색은 기본적으로 결정 구조에 의해 달라진다. 원소에 따라 색이 어느 정도 정해지기는 하지만 정확히는 중심 금속 원소가 취하는 결정의 구조 때문이고 가끔은 보조 금속 원소에 따라 결정의 위치나 각도가 달라져 색이 변하기도 한다.

--4. 안료의 과학 164p

버밀리언(Vermilion)은 한자어로 주(朱)라고 하는데, 최초로 안료로 사용한 곳은 아마도 중국이었을 것이다. 동양에선 진사(辰砂, Cinnabar)라고 불렀다. 동양에서는 이 진사 가루로 인주(印朱)를 만들었다. 이 주색은 색이 이름답고 오래도록 변퇴색이 거의 없다. 더구나 독성이 있어서 곰팡이도 피지 않고 벌레도 안 꼬인다. 그래서 오랫동안 보존해야 할 중요 문서의 인주로 사용한 것이다. 폼페이의 벽화엔 이 색을 바탕색으로 사용한 경우도 있다. 벌레도 안 생기고 곰팡이도 피지 않는다는 것을 알았기 때문이었을 것이다. 이 색은 곧 합성으로도 만들어져 널리 사용돼왔다. 지금은 그 독성 때문에 대체 안료를 사용한다. 그것이 버밀리언 휴(Vermilion Hue)이다. 업체에 따라 다르지만 톨루이딘 레드, 아닐린 레드, 나프톨 레드, 페릴렌 레드 등 유기 안료를 쓰거나 카드뮴 레드를 쓰기도 한다.

--4. 안료의 과학 216-217p

군청색은 청금석(靑金石, Lapis Lazuli)을 갈아 만든, 준보석에 속하는 아주 비싼 안료이다. 색도 아름답고 내광성도 좋아서 파랑의 왕으로 대접받았다. 아프가니스탄에서 가장 좋은 청금석이 채굴되었는데, 바다 건너온다는 뜻으로 ‘ultra(멀리, 넘어)+marine(바다)=울트라마린’이 되었다. 상대적으로 유럽 지역에서 생산되는 파란색 안료인 아주라이트(Azurite)는 인트라마린(Intramarine)이라고 부르기도 했다. 맑고 짙은 파란색의 군청은 중세 때는 너무 비싸고 수량도 적어서 일반 화가는 사용하지 못하게 하고 당시 권력을 가진 교회와 왕가만 사용할 수 있었다. 특히 교회는 그림에서 단지 성모 마리아에게만 이 군청을 채색할 수 있다는 법까지 제정했다. 지금 남아 있는 중세의 수많은 그림들에서 파란 옷을 입은 여자는 거의 모두 성모 마리아라고 보면 된다.

--4. 안료의 과학 222p

유화를 그린 후에는 꼭 바니시를 칠하여 그림을 보호해야 한다. 바니시는 기름과 안료의 혼합물, 즉 채색재료가 직접 공기 중에 노출되지 않도록 하는 보호막 역할을 한다. 많은 경우, 화가가 그림을 그릴 때는 마감 시간 직전까지 그림을 수정하며 채색한다. 전시장에 보낼 그림을 그리는 경우, 마감 전날까지 그림을 수정하며 가필하게 되는 경우가 있다. 채색을 하다 그림을 내보내기 직전에 바니시를 칠하게 되면 채색층이 거의 마르지 않은 상태에서 그 표면에 바니시를 칠한 셈이 된다. 이것은 매우 심각한 문제를 야기한다. 바니시는 채색재료, 즉 유화물감보다 훨씬 빨리 건조한다. (중략) 바니시를 꼭 칠해야 하는 이유가 하나 더 있는데, 먼지 부착으로부터 그림을 보호하기 위해서다. 유화 그림의 채색 도막은 약간 끈기가 있고, 기름은 수용성이 아니라 지용성이므로 먼지와 친화력이 좋다. 쉽게 말해서 먼지가 달라붙기 쉬운 물질이다. 먼지도 기본적으로 지용성의 물질이므로 채색층의 유화물감과 친화력이 좋아 오랜 시간이 지나면 먼지, 즉 때와 채색층이 일체가 된다.

--6. 용제, 미디엄, 바니시의 과학 344-346p

알타미라 동굴벽화나 로스코 동굴벽화는 개방 이후 관람객들이 내뱉은 날숨의 수증기와 대기 중 미생물의 유입 등으로 인해 부패와 손상이 심하여 복제 동굴을 만들고 원본은 철저히 통제하며 관리하고 있다. 관람을 위한 조명도 광합성 박테리아의 창궐을 유도한다. 더구나 유화의 기름이나 동양화의 아교, 수채화의 아라비아검은 동식물에서 얻는 천연재료여서 미생물의 공격에 취약하다. 현대의 페인트에는 어느 정도 부패방지를 위한 성분이 포함되어 있으나 과거의 예술품에 사용된 재료에는 이런 방지책이 고려되지 않은 경우가 대부분이었다.

--6. 용제, 미디엄, 바니시의 과학 368p

화가의 예술을 담은 가치 있는 작품은 최소 백 년 그 이상을 보존해야 할 경우가 많다. 단기간에도 작품이 손상될 위험은 늘 있으므로 최소한의 보호 장치가 필요할 수 있다. 예를 들어 파스텔 그림은 가루가 얹혀 있는 상태이므로 늘 손상의 위험이 있어 거의 대부분 파스텔 그림은 픽사티브로 고정을 시킨다. 수채화나 구아슈 그림은 수용성이어서 물방울이나 비 또는 습기 침투의 위험에 늘 노출되어 있다. 파스텔화나 수채화는 유리 액자 속에 보관하는 것이 가장 좋지만, 유리는 무겁고, 깨질 수 있고, 비용이 많이 든다. 파스텔이나 수채화의 경우 픽사티브를 사용하고 보호 바니시를 적용시키는 것은 화가의 선택에 달린 문제다.

--7. 보존, 보수, 복원의 과학 371p

레오나르도 다빈치의 〈최후의 만찬〉은 16세기의 미술사학자 조르조 바사리(Giorgio Vasari, 1511~1574)와 잔 파올로 로마초(Gian Paolo Lomazzo, 1538~1592)가 당시 이미 거의 폐품이 되었다고 말할 정도로 손상이 심했다. (중략) 이미 그림을 알아볼 수 없을 정도로 손상이 심해 대대적으로 복원을 하기로 결정했다. 그리고 1978년부터 1999년까지 21년간 피닌 브람빌라 바르실론(Pinin Brambilla Barcilon, 1925~2020)이 아주 세밀하게 복원하여 2000년 공개하였다. 과거 복원 시 덧칠된 부분을 말끔히 제거하고, 다빈치가 칠했을 당시의 색감을 재현해낸 이 복원 결과에 대해 고화(古畫)치곤 너무 밝아서 옛 그림의 정취가 없다느니 하며 비판들을 하기도 했다. 원래 다빈치 당시의 프레스코는 당연히 맑고 밝은 그림이었을 것이나 후대에 곰팡이와 대기 오염물질로 인한 변색에 의해 어두운 상태가 되었던 것이다.

--7. 보존, 보수, 복원의 과학 380p

이미지 처리 기술과 가상현실(VR) 기술이 발전하면서 문화재나 고미술품에 대한 연구도 새로운 시대를 맞았다. 어느 정도 고증에 의하여 오래된 그림이 원래는 다른 색과 다른 그림이었다는 사실이 밝혀졌다고 해도 작품을 예전 그대로 복원하는 것이 좋은지, 최소한의 세척만 하는 것이 옳은지는 선택하기 매우 어렵다. 이럴 때 디지털 복원(Digital Restoration)을 한다. 심지어 세척도 디지털 청소를 해서 어떤 결과가 나올지 시뮬레이션을 하기도 한다. 디지털 복원 기술을 이용해 펜티멘토를 분석하는 것도 가능하며, 실제 작품을 복원하기 위한 가이드를 결정할 수 있는 강력한 자료가 되기도 한다.

--7. 보존, 보수, 복원의 과학 395-397p

이 책의 독자

미술, 색채와 관련된 과학에 관심 있는 일반 독자와 관련 분야 교육자

지은이

전창림

파리국립대학에서 유기화학과 액정을 연구하고 귀국하여, 한국화학연구원에서 친환경 소재와 전자 소재를 연구했다. 홍익대학교에 부임한 후 바이오 화학공학과에서 고분자화학을, 미술대학에서 색채재료학을 가르치며, 한국색채학회 이사와 부회장, 한국컬러유니버설디자인협회 이사와 부회장을 지냈다. 대한화학회, 한국과학기술한림원, 한국과학기술단체총연합회, 국민일보 등에 미술과 과학의 통섭에 관한 글을 연재하였으며 『미술관에 간 화학자』, 『미술 재료 백과』, 『알기 쉬운 고분자』, 『화학, 인문과 첨단을 품다』, 『과학자의 미술관』 등 20여 권의 저서를 냈다.

이 책의 차례

추천사

서문

제1장. 색채를 위한 과학의 기초

1. 과학이란?

2. 과학 연구의 단계

3. 측정과 단위

4. 색채를 위한 기초 화학

제2장. 빛과 색

1. 빛이 무엇인가?

2. 색이 무엇인가?

3. 색은 어떻게 나타나는가?

4. 우리는 어떻게 색을 보는가?

제3장. 색을 구현하는 방법

1. 광학장치

2. 디스플레이의 구조와 원리

3. 채색재료

제4장. 안료의 과학

1. 안료의 광학

2. 안료의 내구성

3. 안료의 분류와 이름

4. 무기안료가 색을 내는 원리

5. 유기안료가 색을 내는 원리

제5장. 염료의 과학

1. 염료의 화학구조

2. 염료의 품질

3. 화학구조에 따른 염료의 분류

4. 직물에 따른 염색 공정

5. 염료의 안료화 - 레이크 안료

제6장. 용제, 미디엄, 바니시의 과학

1. 물

2. 기름

3. 수지

4. 접착제

5. 템페라

6. 바니시

7. 시카티프

8. 기타 용제

제7장. 보존, 보수, 복원의 과학

1. 채색층이 건조하는 과정

2. 보존

3. 보수와 복원

이미지 저작권

색인

지은이: 전창림 

출판사: 미진사

판형: 152*225 mm 

쪽수: 408쪽 

출간일: 2022년 6월 28일 

ISBN: 9788940806623 (93600)

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