빛 환경 용어와 단위: 광속·조도·광도·휘도

핵심 정리

빛 환경 용어를 이해하려면 빛의 양, 빛의 세기, 면이 받는 빛의 밀도, 눈에 보이는 밝기를 구별해야 한다. ‘밝다’는 말도 무엇을 측정하는지에 따라 단위가 달라지므로, 용어별 정의와 단위를 함께 외워야 한다. 광속은 빛의 양을 나타내는 기본 측광량이다. 광속은 단위 시간 동안 어떤 면을 통과하는 빛의 양이다. 광속의 단위는 루멘(lm)이며, 복사속 가운데 눈으로 확인할 수 있는 빛의 양이다. 광속은 광원에서 나오는 빛의 양을 나타내고, 조도는 빛이 닿는 면에서 받는 빛의 양을 나타낸다.

조도는 빛을 받는 면의 밝기를 나타내는 값이다. 조도의 단위는 럭스(lx)이며, 면에 입사하는 광속의 밀도이다. 같은 광속이 더 넓은 면에 퍼지면 단위 면적에 닿는 빛의 양이 줄어들어 조도가 낮아진다. 조명도의 단위에는 럭스(lux) 등이 있다. 조도는 작업면이나 바닥처럼 빛을 받는 목적면에서 측정하며, 목적면에 따라 필요한 조도 값이 달라진다.

광도는 한 방향으로 나아가는 빛의 세기다. 광도의 단위는 칸델라(cd)이며, 한 방향으로 나아가는 빛의 세기이다. 휘도는 광원이나 표면이 얼마나 밝게 보이는지를 나타내는 값이다. 휘도의 단위는 cd/m²이며, 특정 방향에서 바라본 빛의 밝기이다. 광도와 휘도는 측정 기준이 각각 방향과 면으로 다르므로, 단위에 cd가 들어가더라도 같은 값으로 보면 안 된다.

실내 환경에서는 빛의 양보다 눈이 어떤 상태로 빛을 받는지가 중요하다. 시야 안에 눈이 순응한 휘도보다 현저히 높은 휘도 부분이 있으면 눈부심이 발생한다. 시야 내 휘도 때문에 불쾌감과 피로, 시력 감퇴를 일으키는 현상은 눈부심이다. 눈부심은 광원의 크기가 아니라 시야 안의 휘도 차이로 생기므로, 이를 줄이려면 시야 안의 밝기 차이를 먼저 살펴야 한다.

실내 조명의 목표는 밝기를 최대한 높이는 데 있지 않다. 좋은 조명은 목적에 맞는 적정 조도를 갖추는 것이 중요하며 조도가 높을수록 좋은 것은 아니다. 조명 방식은 빛을 보내는 방향과 실내 반사의 활용에 따라 국부조명, 간접조명, 반직접 조명, 실내상시보조인공조명(PSALI) 등으로 나뉜다. 방식에 따라 효율과 눈의 피로 정도가 다르다.

자세히

광도와 휘도는 방향을 기준으로 구별한다

광도와 휘도는 모두 빛의 세기나 밝기를 나타내지만, 측정 기준은 다르다. 광도는 광원에서 한 방향으로 나아가는 빛의 세기이므로 방향을 정해 측정한다. 휘도는 광원이나 표면을 특정 방향에서 바라볼 때의 밝기이므로, 같은 면도 바라보는 방향에 따라 값이 달라진다. 따라서 광도의 단위인 칸델라와 휘도의 단위인 cd/m²를 같은 것으로 보면 안 된다. 칸델라는 세기의 단위이고, cd/m²는 면적당 칸델라로 나타내는 밝기의 단위다.

문제를 읽을 때는 빛이 나오는 양, 한 방향의 세기, 눈에 보이는 면의 밝기 중 무엇을 묻는지 먼저 구분한다. 이 기준을 따르면 단위만 바꿔 놓은 함정 선지를 대부분 걸러 낼 수 있다. 광도가 큰 광원이라도 반드시 눈부심을 일으키는 것은 아니다. 눈부심은 시야 안의 휘도 차이로 판단한다.

아래 표는 네 측광 용어의 측정 기준과 단위를 비교한 것이다.

조도와 휘도는 모두 밝기와 관련되지만, 조도는 면에 들어오는 빛을, 휘도는 바라보는 면의 밝기를 나타낸다. 이 차이가 조명도와 휘도를 구별하는 선지의 핵심이다.

광속과 조도는 빛의 양과 밀도로 나뉜다

광속은 빛이 흘러가는 전체 양을 나타내고, 조도는 빛이 닿는 면의 단위 면적당 밀도를 나타낸다. 같은 광속이 좁은 면에 모이면 조도가 높아지고, 넓은 바닥에 고르게 퍼지면 조도가 낮아진다. 같은 광속이 면적 두 배에 고르게 퍼지면 조도는 절반이 되며, 이는 밀도의 정의에 맞는다. 광원의 광속만 보고 밝기를 판단하면 바닥의 조도가 부족해질 수 있다. 목적면에 필요한 조도를 먼저 정한 뒤 광원의 수와 배치를 정해야 한다.