등과 조명기구

등(lamp)란 일반적으로 인공 광원을 지칭하는 말이다. 그러나 완전한 조명 장치를 나타내는 말은 조명기구로서, 등을 포함하여, 빛을 분배하고 등의 위치를 정하여 보호하며 등을 전원과 연결하는 부품으로 만들어진 것이다. 조명기구 상점에 들어가보면 곧 알 수 있지만 등은 모양이나 크기가 수백가지이며 조명기구는 설계자의 취향에 따라 다르지만 간단한 전구에서 정교한 크리스탈 샹들리에에 이르기까지 다양하다.

 

 

등(lamp)

 

등에는 두가지 종류가 있다. 필라멘트를 전기로 가열하거나 가는 메시멘틀(mesh mantle) 안에서 가스를 연소시켜 빛을내는 필라멘트 백열등과 가스 중에서 전류를 통과시켜 빛을 내는 가스방전등이다. 가스 방전등에는 세가지가 있다. 수은등, 금속 할로겐등, 고압 나트륨등을 포함한 고강도 방전등. 저압 나트륨등, 형광등이 있다. 형광등에서는 가스를 통과하는 전류에 의해 만들어지는 복사선이 눈에 보이지 않는다. 그러나 이 복사선을 사용하여 전구 내면에 피복한 형광체를 여기시키면 가시광선이 만들어진다. 형광체의 종류에 따라 조명의 색이 달라진다.

 

등 색깔

 

등은 특성 스펙트럼의 분포, 즉 일반인이 말하는 색깔에 따라 크게 달라진다. 이러한 차이는 과업 퍼포먼스와 조명 환경에 있는 사람의 주관적 인상에 영향을 미칠 수 있다. CIE에서는 특정 광원이 색깔을 만드는 정확도를 정량화하기 위한 일반적 연색지수(color-rendering index, CRI)를 개발하였다. 그러나 Boyce(1981)의 지적대로 CRI는 연색 정확도를 대략적으로 나타내는 것에 불과하다. 그렇지만 CRI는 광범위한 색을 다루는 색깔 판별 과업의 예상 퍼포먼스의 지수로서는 좋다. CRI가 증가할수록 색깔 판별 오류가 감소하는 경향이 나타난다. Boyce에 따르면 정확한 색깔 판별이 중요할 때는 CRI가 60 정도 이하인 등은 피해야 한다. 예를들어 Colins와 Worthey(1985)는 다섯가지 광원(백열등, 냉백색 형광등, 디럭스 냉백색 형광등, 고압 나트륨 방전등, 저압 나트륨 방전등) 하에서 작업하는 육류 검사원을 시험하였다. 이들의 발견에 따르면 광원의 CRI가 60 이하일 때는 검사 오류가 많았다. 색깔 판별이 중요할때는 적절한 등의 선택이 매우 중요하다.

 

에너지 문제

 

오늘날에는 시스템 설계의 일차적 모표가 에너지의 절약인데, 특히 조명장치 설계에서는 말할 것도 없다. 광원의 에너지 효율을 등효력(lamp efficacy)이라 하며, 소비전력(W)당 생성되는 빛의 양(lm)으로 나타낸다. 백열등을 형광등으로 바꾸면 실제로 돈이 많이 절약된다. 예컨대, 백열등에 비해 형과등은 에너지가 41% 절약되고, 수명이 20배 늘어나며, 빛의 세기가 30% 증가한다. 한편 소비전력이 같다고 해서 모든 백열등이 같은 양의 빛을 낸다고 생각해서는 안된다. 현재 전구 제조자는 광플럭스 시험치(lm)를 밝히도록 되어있다. 예를들면 표준 100W 전구는 1740lm을 내는데 비하여, 수명이 긴 100W 전구는 1470lm 밖에 내지 못하는 경우도 있다. 광원을 적절히 선택하면 에너지와 비용을 크게 절약할 수 있는데 이것은 모든 인간공학적 설계 노력의 가치있는 목표이다.

 

조명기구

 

조명기구는 수평면 상하에서 방출하는 빛(lm)의 비율에 기초하여 다섯 부류로 나뉜다. 특정 조명기구를 선택하여 사용하고자할 때는 배광패턴(light distribution, 눈부심(glare), 과업조명(task illumination), 그림자(shadowing), 에너지 효율 등을 고려해야한다. 조명기구에서는 렌즈, 확산장치, 차폐장치, 반사장치 등 여러 기구를 사용하여 빛의 분배를 조절한다. 효율적 조명기구를 선택하려면 복잡한 결정을 내려야 하므로 자격을 갖추고 경험이 있는 사람이 조명 필요량과 물리적 환경을 분석한 후에 결정해야 할 것이다.

 

가시도

 

가시도(visibility)는 어떤 것을 육안으로 볼 수 있는 정도를 말한다. 따라서 가시도에는 인간의 판단이 포함된다. 가시도를 직접 측정할 수 있는 기구는 없다. 언제나 사람이 관여하여 결정해야 한다. 과녁의 가시도에 영향을 미치는 핵심인자 중 하나는 그 배경에서 타겟이 잘 보이는 정도, 즉 대비(contrast)이다. 대비는 가시도와 관계가 있기는 하지만 가시도와 같은 것은 아니다.DiLaura(1978)는 이에 관한 간단한 예를 들었다. 대비가 0.5인 과녁을 무대 위에 놓고 발코니에서 점멸등으로 비추면 거의 볼 수 없다. 이번에는 점멸등 강도의 10,000배인 무대등으로 같은 과녁을 비추면, 대비는 같지만 가시도 수준은 같지 않다. 여기서 알 수 있지만 가시도에는 대비와 조명기구가 모두 중요하다. 또 하나의 인자는 과녁의 크기이다. 무대 위에 있는 코끼리는 생쥐보다 잘 보인다. 가시도란 어떤 것을 육안으로 볼 수 있는 정도라 하였지만 보기(seeing)는 여러가지로 정의할 수 있다. 예를들어 '코끼리를 본다' 고 한다면 '무대 위에 코끼리가 있음을 안다'는 뜻일 수도 있고 '코끼리가 인도 코끼리임을 안다'는 뜻일 수도 있다. 이처럼 상이한 정의, 즉 정보량 기준은 타겟의 가시도 수준을 나타내는 것이다. 끝으로 언급할 변수는 타겟에 대한 노출시간(exposure time)이다. 코끼리를 오래 볼수록 인도 코끼리 인지를 알아보기가 쉬울것이다. 또한 타겟의 가시도가 관찰자에 따라 달라져서는 안된다. 가시도는 과업 자체의 특성이어야 한다.