はじめに
動画での説明
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絵を描く方法の全体の体系
絵の基礎は｢線(ドローイング)｣､｢光と陰影(ライティング)｣､｢色彩(カラーリング)｣の3つの領域にあると仮定する｡そしてこのシリーズは｢色彩｣の領域に属する｡※体系に関する詳細は第一回を参照｡
色彩学(英:Color Science)：一般に､色の物理的性質･心理的影響･知覚･応用を体系的に研究する学問分野のこと｡
※本記事シリーズでは､色を理解し､視覚的･心理的･文化的効果を意図的に操作できる能力を身につけることを目標とする｡
このシリーズは｢カラーアンドライト｣を理解するための知識の獲得を目指している｡
※光学や生理学だけではなく､塗料や物体の性質といった化学の知識､さらに心理学の知識もその射程となる｡
今回学ぶ範囲はこのような図のイメージとなる｡
記事の分割について
｢表色系｣の種類
表色系､混色系､顕色系
表色系とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説
表色系##(英:Color Order System)##：色を誰でも同じように識別し､伝え､扱えるように､一定のルールで体系的に整理した仕組みのこと｡
色を客観的に定義し､他者と共有するために作られたという点が重要である｡
色彩研究者のネメシックらは､表色系を｢色彩を一定の規則によって整理し､他者と共有できるようにした体系｣として整理し､その特徴を3つの側面から示した｡
第一に､表色系は｢色彩を分類するシステム｣であるという｡人間の色知覚､色刺激､または物体の色によるなんらかのルールによって色彩が分類されている｡例:マンセル表色系では､色を色相･明度･彩度という3属性によって整理するルールがある｡
第二に､表色系は｢空間上に座標を構成する体系｣であるという｡いわゆる｢色空間｣は表色系のひとつの機能であると位置づけることができる｡
(数学的モデルの意味合いが強い)色空間を立体模型として表したものを｢色立体｣という｡
色空間から明るさの情報を除き､色みだけを平面に投影した図を｢色度図｣という｡
色立体や色度図と表色系は独立的な概念ではなく､表色系の側面の一つであるという点が重要である｡ルールと､ルールに基づいて作られる立体や図の違いである｡後者はおもに可視化しやすいようにする目的がある｡
混色系と顕色系の違いとはなにか､意味､定義､わかりやすく解説
表色系は色彩の分類方法､ルールの違いによって｢混色系｣と｢顕色系｣に大きく分けられている｡
混色系##(英:color mixing system)##：｢基準となる色光をどんな割合で混ぜたら､その色を再現できるか｣という混ぜる量の数値で表す表色系のこと｡数式だけで定義･計算できる点に特徴がある｡人間が知覚できない架空の色も扱う｡
代表的な表色系:CIE-XYZ表色系
顕色系##(英:color appearance system)##：色を人間が知覚する色の属性によって分類し､体系的に配置する表色系のこと｡※顕(けん)ははっきり見える､表れるという意味｡
代表的な表色系:マンセル表色系
混色系は｢色に何の刺激がどれだけ含まれるか｣で表す体系であり､顕色系は｢色が人間にどう見えるか｣で表す体系と考えると理解しやすい｡
そもそも混色系と顕色系はどのような用途で使い分けられているのか｡
まず､混色系には｢色を正確に測定･再現･変換する｣機能がある｡たとえばディスプレイ表示､デジタル画像処理､カメラの色処理､印刷機の色管理 ､色測定などで用いる(工業系が多い)｡
たとえばCIE-XYZ表色系は印刷機(CMYK)とモニター(RGB)の中継役として活用されている｡効率よく変換することで､液晶画面､カメラ､印刷物の色表示をできるだけ統一させている｡
顕色系は､｢色を人間が理解･分類･指定する｣といった機能がある｡たとえば絵画やデザイン､色彩教育､建築やインテリアの色指定などに用いられている｡
具体的には安全色をマンセル値で指定する､歴史的な町並みが景観を損なわないようにマンセル値で制限する､ファッションで彩度や明度を合わせる､補色を見つけるといったケースが考えられる｡
CIE-RGB､CIE-XYZ､CIE-L*a*b*表色系
CIE-RGB表色系とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説
昔は国や会社ごとに色の測り方や表し方が異なり､コミュニケーションが円滑に進みにくかったという｡
こうした問題を改善するために､国際照明委員会(CIE)という機関が光や色に関する国際的な標準(ルール)を定めている｡1931年に､CIE-RGB色空間とCIE-XYZ色空間の二つの色空間が採択されている｡この色空間が他の色空間の基礎となっていったという｡
※今回は難しい計算式や仕組みについて詳細に説明しない｡機会があれば別途､動画で補足したものを作りたい｡
CIE-RGB表色系：色を､3つの基準光(R･G･B)をどれだけ混ぜれば再現できるかという数値で表す表色系のこと｡混色系に属する｡
CIE-RGB表色系は､右の画像のように｢等色実験｣によって人間が目でRGBの光量を調整しながらテストの光F(Field)と等しくなる色を作り出していく方法である｡
たとえば赤と緑を足し合わせることで､テストの光(黄色)と一致する場合､黄色はその赤と緑の比率として定義される｡
こうして定義された色は｢非デバイス依存の色｣と呼ばれることがある｡特定の観察条件(標準の光､明順応､視野の大きさは2°または10°など)に基づいて知覚された色は標準的な観察者にとって同じ見え方をすると仮定されている｡良いディスプレイと悪いディスプレイで見え方が違うといった､デジタル画像の色の定義(ペイントのRGBやHSVの色表記)とは違う｡
右の図はCIE-RGB表色系でよく見る色度図である｡馬蹄形(ばていけい)は人間が知覚できる全ての色の範囲だとされている(ただし､右の図では明るさの情報を含んでいない)｡
このうち､三角形が三原色(CIEにおけるRGB)で作れる色域である｡逆に言えば､三角形の外側､シアンなどの色は三原色の合成で作ることができないことを意味している｡
三原色による等色実験で三角形の外側の色を作れない場合､テストの光側に原色を足すという手続きを行う必要がある｡
CIE-XYZ表色系とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説
たとえば鮮やかなシアンである光Fは､RGBをどんな割合で混ぜても一致しないとする｡そこで､テストの光側に赤の光を加えて､数学的に一致させる｡※F+R=G+Bになるように一致すれば､Rを右辺に移行して､｢F=G+BーR｣として定義できるがマイナスになる｡テスト光そのものに一致させるという試みは原色の純度の限界(加法混色による彩度低下)から､諦められている｡
しかしRGB表色系で色を表現する場合､マイナスの値が含まれていると計算が複雑になる問題があったという｡
そこで､国際照明委員会はCIE-RGB表色系を数学的に変換し､全ての点で負の値をとらないような表色系であるCIE-XYZ表色系を導入した｡混色系の代表といえばCIE-XYZ表色系であり､改良されながら現代でも主流として用いられている(CIE-RGB表色系はほとんど使われていない｡しかしCIE-RGBを基礎としており､学ぶ意味がないわけではない)｡
CIE-XYZ表色系##(英:CIE XYZ colorimetric system)##：色を､X･Y･Zという3つの値で表し､人間が見えるほぼすべての色を共通の基準で表現できるようにした表色系のこと｡
RGB表色系では｢実際の光｣をもとにして値が決まっていたが､XYZ表色系では｢仮想的な三刺激成分｣をもとにして値が決まることになる(XはCIE-RGBの三成分を混合したもので赤方向､Yは輝度で緑方向､Zは近似的にCIE-RGBの青方向のイメージ)｡
こちらはRGB表色系とXYZ表色系の等色関数である｡XYZ表色系の図がマイナスになっていないことだけが確認できればいい｡
XYZはRGBを数学的に変換したもの(線形変換)であり､情報量が大きく変わったわけではない｡
細かい理論的な説明よりも､｢XYZ表色系でなにができるのか｣という点を押さえておく必要がある｡XYZ表色系はいわば｢あらゆる機械･あらゆる規格の共通の翻訳先｣であるといえる｡たとえばカメラの画像のRGB情報を一度XYZに変換して､ディスプレイのsRGBに変換するといった作業で用いられている｡
色差とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説
XYZ表色系では｢人間が感じる色の違いを均等に表せなかった｣問題があった(RGB表色系も同様である)｡いわゆる｢色差｣の問題である｡
色差##(英:color difference)##：2つの色の間にある色の違いを数値などで表したもの｡
たとえば緑の色相で彩度が違う2つの色と､青の色相で同じくらい彩度が違う２つの色があった場合､同じくらいの違い(色差)に見えなければならない｡しかし､XYZ表色系では青のほうがはるかに違う色に見えてしまうという問題があった｡
明度でも問題がある｡人間は｢暗い部分は少し明るくなっただけで違いを感じる｣が､｢明るい部分ではあまり違いを感じない｣という感覚をもっている｡この感覚がXYZ表色系では考慮されていない｡
均等色空間(CIEL*a*b*nなど)とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説
均等色空間##(英:Uniform Color Space)##：色空間上の距離と､人間が感じる色の違い(知覚色差)ができるだけ一致するように設計された色の表現方法のこと｡
1964年にCIEはCIE-U*V*W*色空間､1976年にはCIE-L*u*v*色空間とマンセル表色系を応用したCIEL*a*b*色空間を作った｡それぞれ､ULCS表色系における色空間である｡
均等色空間のなかで最も用いられているのが｢L*a*b色空間｣である｡ただし､CIE-XYZ表色系に完全に取って代わるものではない点に注意する必要がある｡
CIE-XYZ表色系は異なる色情報を翻訳するとき､たとえばsRGBをAdobeRGBに変換するときの翻訳言語として用いる｡L*a*b表色系は｢色の違いの大きさを計る物差し｣であり､色差を比較･評価するときに用いられる｡
CIE-L*a*b*は主に印刷や製品の色管理など､工業の分野で使われることが多い｡
たとえばある自動車メーカーは､車のボディを｢青A｣と決めているとする｡しかし､塗料の調合や温度の違いで､毎回まったく同じ｢青A｣になるとはかぎらない｡
そこで､ボディに測色計を当てて､｢青A｣と｢実際の色｣がどれほど違うかという色差を表示させるのである｡
CIE-XYZでもどれほど色が違うかを示すことが可能である｡しかし､｢人間が見た場合､色が大きく違う｣のにもかかわらず､｢数式としては色がほとんど同じ｣と表示されてしまう場合がある｡
そこで､人間の知覚･心理を考慮に入れたCIE-L*a*b*によって適切な色差を表示させるのである｡色差が許容量ならば出荷､そうでないなら塗り直しといった作業がシステマティック(人間がいちいち視認する必要なく､数値だけで)に可能になる｡
参考文献
基礎本
ベティ・エドワーズ 「色彩・配色・混色: 美しい配色と混色のテクニックをマスターする｣
ベティ・エドワーズ 「色彩・配色・混色: 美しい配色と混色のテクニックをマスターする｣
・初心者にもわかりやすい平明な言葉で説明されており､ドローイングとの関わりを特に重視している書籍｡初心者ならこれを買っておけば間違いない｡
千々岩 英彰「色彩学概説」
・初心者にはわかりにくい難しい言葉で説明されているが､科学的な説明であり､体系的で網羅的な説明がされている良書｡ドローイングのためという限定的な目的ではないが､色彩学を単なるハウツーではなく学問として学びたい人には必須の本であると言える｡
上級者向け
ジェームス・ガーニー「カラー&ライト ~リアリズムのための色彩と光の描き方~」
ジェームス・ガーニー「カラー&ライト ~リアリズムのための色彩と光の描き方~」
・色彩学の基礎を一通り理解したうえで､美しい絵や個性的な絵､限定的な絵をよりもっと上達させたい人に向いている｡色の扱いだけではなく､光の扱いにも言及されている有名な書籍である｡この記事シリーズでは､この書籍の理解を中間的な目標として目指している｡
ジョセフ・アルバース「配色の設計 ―色の知覚と相互作用 Interaction of Color」
ジョセフ・アルバース「配色の設計 ―色の知覚と相互作用 Interaction of Color」
理論の説明ではなく､実践に特化した本｡まずは塗ったり､見たり､触ったりして覚えるという手法をとっている｡私の記事シリーズとは方向性が違うが､しかし絵を描く人にとっては良書だといえる｡
「色彩用語事典」
・あったら便利だろう｡とはいえ､現代ではネットで探したほうが早いかもしれない｡
使用している汎用書籍
｢対策色彩検定カラ-コ-ディネ-タ-検定 (2級・3級)｣,新紀元社
｢対策色彩検定カラ-コ-ディネ-タ-検定 (2級・3級)｣,新紀元社
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