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멀리 보이는 물체의 색이 대기에 의해 약간 다르게 보이는 것을 이용하여, 그 색의 변화를 조절함으로써 원근을 표현한다.

고대로부터 대기원근법이 사용되어왔지만 그 용어는 레오나르도 다 빈치가 〈회화의 기법 Treatise on Painting〉에서 처음 사용했다.

그는 이 책에 "색채는 멀리서 볼수록 약하게 보인다"고 썼다. 그러나 공기 중의 수증기나 먼지 같은 작은 입자들이 통과하는 빛을 산란시키며 산란도는 빛의 색채가 갖는 파장에 따라 다르다는 것은 나중에야 밝혀졌다. 짧은 파장(푸른 빛)이 가장 많이 산란되므로 멀리 있는 어두운 물체는 대부분 푸른색을 띠게 된다. 그 예로, 멀리 있는 산은 푸른 빛이 어려 보인다. 반대로 긴 파장(붉은 빛)은 덜 산란되며 멀리 있는 밝은 물체는 실제보다 붉게 보이는데 그것은 푸른 빛의 파장이 빛에 의해 흐려지기 때문이다. 관찰자와 먼 산 사이에 있는 대기는 또 다른 시각효과를 낳는다. 즉, 멀리 있는 사물의 윤곽이 가까이 있는 것보다 덜 명료하게 보이고 세부도 부드럽게 또는 흐리게 보인다. 먼 사물은 가까이 있는 비슷한 색조의 사물보다 엷게 보이고 아주 먼 곳은 밝은 곳과 그늘진 곳의 대조 또한 덜하게 보인다. 이런 현상은 산꼭대기보다 기슭 쪽이 심한데 이는 지대가 낮을수록 공기의 밀도가 높기 때문이다.

대기원근법의 예는 고대 그리스 로마 벽화에서도 볼 수 있다. 이 기법은 중세에 유럽 미술에서 사라졌다가 15세기 플랑드르 화가들에 의해 다시 쓰이기 시작했으며 그뒤 유럽 화가들에게는 기본적 기법이 되었다. 19세기 영국 풍경화가 J. M. W. 터너는 서양화가 중에서 가장 대담하고 의욕적으로 대기원근법을 쓴 사람이다.

8세기경부터 중국 산수화가들도 이 기법을 사용하여 세련된 회화적 효과를 냈다.