인간의 눈은 동일한 에너지를 가지고 있다 하더라도 파장에 따라 다른 민감도를 보입니다. 예를 들면, 낮의 자연광 아래의 환경에서 일반적인 눈은 다른 빛보다도 녹색에 훨씬 더 민감하게 반응합니다.
국제 조명 위원회(CIE)는 파장 555nm (황색-녹색)의 빛에 대해 700nm(심홍색) 또는 450nm(보라색-파랑색)의 파장보다 약 20배 더 민감하다고 정의했습니다.

위의 그래프는 1924년부터 사용된 CIE의 표준 비시감도 곡선입니다. 이 곡선을 통해 우리는 밝은 주간에 우리의 시각이 어느 파장의 색에서 가장 민감하게 반응하는지 알 수 있습니다.
그리고 여기에는 특이한 점이 하나 더 있습니다. 밤과 같은 어두운 조명환경에서의 비시감도 곡선은 다르게 나타난다는 점입니다. (여기에 대해서는 추후에 한 번 더 다루도록 하겠습니다.)
따라서 모든 조명 기구는 실제로 빛의 에너지양과 해당 빛이 포함한 파장의 비시감도를 모두 고려해야 합니다.

광속(f)은 광원에 의해 방사되는 빛의 양입니다. 이를 표현하는 단위는 루멘(lm)이며 기호는 p입니다.

광속은 램프에서 방출되는 빛의 총량을 표현하는 데 사용됩니다. 이때 빛이 방출되는 방향은 지정하지 않습니다.
광속은 램프 카탈로그, 데이터 시트 및 램프 패키지 등에서 쉽게 볼 수 있습니다. 루멘(lm)은 전력을 나타내는 와트(W)보다 더욱 정확하게 램프가 만들어내는 빛의 양을 표기할 수 있습니다.

램프의 광속은 국제 협약(IEC 표준)에 따른 동일한 표준 조건에서 측정합니다. 램프의 광속과 해당 램프에서 소멸되는 전력 사이의 비율을 '발광 효율'이라고 하며 와트당 루멘(lm/W)으로 표현합니다.
이것은 램프가 얼마나 에너지 효율이 높은 지를 나타내는 기준이 됩니다. 백열등은 10lm/W, 형광등은 100lm/W, 저압 나트륨등은 175 lm/W, 고효율 LED는 120 lm/W 이상의 발광효율을 갖습니다.

광도(l)는 특정 방향으로 초당 방출되는 빛의 양을 의미합니다. 광도의 단위는 칸델라(cd) 입니다. 광도는 특정 각도에서 방출되는 빛의 양 또는 광속으로 정의됩니다.

조도(E)는 표면의 단위 영역에 떨어지는 광량 또는 광속입니다. 단위는 룩스(lux, lx)를 사용합니다. 1lux는 m2당 1lm의 빛을 받아들인 것과 같습니다. 조도는 광속이 표면에 도달하는 방향과는 무관합니다.

조도는 실내외 다양한 공간의 표면에 떨어지는 빛의 양을 표현하기 위해 다양하게 사용됩니다. 달빛이 비치는 야외의 조도는 1lux 미만이지만, 맑은 날 야외의 조도는 100,000 lux에 달합니다. 우리가 사용하는 실내공간도 조도를 기준으로 계획되고 사용됩니다.

발광물체 또는 표면의 휘도(L)는 특정 방향에서 해당 표면(Aa)을 향해 영역 단위당 방출되는 광도(l)입니다. 단위는 제곱 미터당 칸델라(cd/m2)입니다.

표면은 빛을 창문처럼 반사시키거나 투과시킬 수 있습니다. 또한 램프의 빛나는 부분일 수도 있으며, 빛을 받아 반사함을 통해 광원의 역할을 하는 2차 광원의 표면이 될 수도 있습니다.
2차 광원의 예는 실내조명에 밝혀진 벽이나 책, 또는 도로 조명으로 밝혀진 노면 등이 있습니다. 일반적으로 우리는 조도에 많은 관심을 갖습니다.
하지만 우리가 실제로 책, 벽, 그리고 노면과 같은 밝은 표면을 보는 것은 그들에게 떨어지는 빛이 아니라, 그것 들로부터 반사되는 빛입니다.
즉, 우리가 보는 것은 사물이 빛을 받아들이는 조도가 아니라 빛이 사물을 반사해 보여지는 휘도입니다.

휘도는 단위 면적당 표면이 내는 빛의 세기이며, 조도는 단위 면적당 표면이 받는 빛의 세기를 나타냅니다.

빛이 나는 표면의 휘도는 우리가 대상을 바라볼 때 밝다는 느낌을 불러일으킵니다. 휘도는 객관적 측정값인 반면, 밝기는 관찰자에 의해 이루어지는 주관적 평가입니다.
주관적 평가는 실제로 표면의 휘도뿐만 아니라 시야의 전체적인 휘도 분포에 시각이 적응하는 순응과 같은 다른 요인에 크게 좌우됩니다. 이러한 요인은 동일한 휘도의 두 표면이 서로 다른 밝기 인상을 불러일으킬 수 있습니다. 그림 속 회색 사각형은 밝기는 같지만 검은색 배경보다 흰색 배경에 대해 더 어둡게 보입니다.

이번 시간에는 빛을 설명하는 다양한 단위들에 대해 알아보았습니다.
다음 시간에는 이러한 빛의 단위들이 서로 어떤 관계를 가지고 있는지, 또 그 관계를 통해 어떻게 빛이 측정되는지에 대해 알아보겠습니다.
그럼 다음 시간에 뵙겠습니다.