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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

 ｢類似色｣を理解する

類似色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

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似た言葉として隣接色､近似色などがある｡類似色を把握するための道具として｢色相環｣が使用される｡

たとえばYMC色相環において黄色の類似色は橙色と黄緑色になる｡

ただし､どこまでを類似色とするかは色相環の種類､及び色相ごとに変動する｡

類似色を理解すべき理由

｢自分が思い浮かぶイメージ(感情･アイデア･美しさなど)｣や｢写実したい対象(自然物､人工物)｣を白紙の紙に表現する際に色彩理論は有用な道具となる｡

類似色がどの色かを言語化でき､数値として把握でき､色としてイメージできるようになれば､自分の表現の幅が広がるといえる｡伝えたいことをより伝えやすく､美しく見せたい箇所をより美しく見せることのできるポテンシャルがある｡

たとえば｢ここにあの色があれば､全体が美しく見えそうだ｣というときの｢あの色｣を探索するヒントとして類似色を使うことができる｡

｢あの色はどういう混色で作ったらいいのだろう｣というときの｢あの色｣を探索する手掛かりとなるかもしれない｡

なぜ自分の絵は全体的に調和していないのか｡上手いと思う人の絵､魅力的だと思う人の絵はなぜ調和しているのか｡ある動物や景色は､なぜ美しく見えるのか｡そうした難問へのヒントとして色彩理論を使うことができる｡

理論に縛られすぎて自分の自由な発想を歪めてしまう､あるいは理論マニアになって身動きがとれなくなってしまう危険性がある｡しかし､理論を上手く使いこなして自由な発想を発展させることのできる可能性もある｡

調和に関するさまざまな理論の中から､自分の感性に合う考え方を試行錯誤で獲得していくような作業をイメージすればわかりやすい｡

色彩理論は｢絵の正解｣を与えるものではなく､｢表現の可能性｣を与えるものとして捉えるべきではないだろうか｡もっと自分の意図が伝わる表現方法はないかと模索している人にとっては有用な道具となるはずである｡

自分なりの完成と経験に基づいた理論によって構成された絵には独特の性質が宿っている｡これを｢個性｣と呼ぶこともある｡

｢こういう視点でも美しいと思えるのか｣という可能性が無限に開けている世界であり､｢こうでしかない｣という写実の世界とは違う世界である｡単なる幾何学的な特徴だけではなく､構図や題材､鑑賞の文脈などさまざまな要素が絡み合って創発する性質だといえる｡

色相環と類似色の関係

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主に隣接関係や補色関係､類似色関係を視覚的に把握するための道具｡詳細な明度や彩度の値は基本的に省略される｡

｢どの色相環で把握するか｣によって類似色は変わることを抑える必要がある｡

より広い言葉では､｢表色系｣に基づいて色相環で選ばれる色相や数が変わるということになる｡

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｢類似色はどれか｣と問う前に､まずはデジタルで完結したいのか､アナログで完結したいのかを把握する必要がある｡

もしデジタルで完結させるのならば､アナログよりも広い色空間を利用することができる｡ただし､デジタルにおいて高品質なディスプレイ(アドビRGB)を前提とするのか標準的なディスプレイ(sRGB)を前提とするかによっても変わってくる｡

高機能ディスプレイをもっていなければ色の確認ができず､自分がもっていても視聴側が低機能ディスプレイならば違って表示されることになる｡

たとえば昔のガラケーやカラーテレビと､現代のスマホや液晶テレビを比べてみれば鮮やかさがまるで違う｡

アナログで完結させる場合は､どのような画材をもっているかに大きく左右される｡自分の絵の具がマンセル色相環やPCCS色相環のどの色相に近いのかを把握する作業が必要になる｡

そのうえで､自分がもっている画材の中でどの色相を(単体あるいは混色によって)表現することが可能で､どの色が類似色にあるのかを経験的に把握することができる｡もしマンセル色相環上で望ましい類似色があっても､自分の絵の具で作れなければ新たに買うか妥協する必要がある｡

デジタル画像を印刷する場合､あるいはアナログイラストを印刷する場合も注意が必要になる｡

標準的なディスプレイの色空間(sRGB)と､標準的なカラー印刷の色空間(CMYK)は重なり合っていない｡図にすると上のようになる｡

画像を見ると､CMYK(印刷)とsRGB(ディスプレイ表示)の範囲はピッタリと重なっていない｡

たとえばディスプレイでは赤や緑､青紫の表現が得意だが､印刷(CMYK)ではシアンやイエローの表現が得意だということがわかる｡

ディスプレイで緑がよく描けたと思っていても､印刷では少し濁った緑色になってしまっているかもしれない｡自分が依頼する印刷会社の色空間を把握したうえで､その色空間をディスプレイ上で近似しながら描くと印刷における表示との乖離を減少させることができる｡

たとえばクリスタではカラープロファイルから表示をCMYKに近似できる｡

YMC色相環の場合の類似色

類似色は表色系に依存することを理解したうえで､色相環のどの範囲までを類似色とするのか｡

たとえばベティエドワーズは12色の色相環を前提として､3つに限定されるのが普通だという｡つまり12色の色相環の場合は隣り合う色相が類似色となるわけだ｡ただし､4番目や5番目も許容範囲となる場合があるという｡

YMC色相環を想定した場合､黄色の類似色はオレンジと黄緑､緑の類似色は黄緑と若緑といったように整理することができる｡

今回表示されている色は黄色がRGBでいうと255,255,0といったような形式上最大の数値(純色)であると仮定する｡任意の三原色を基準として設定し､そこから第二次色や第三次色を混色して構成し､類似色を把握することもできる｡

隣り合わせの色のみを類似色とした場合､このようになる｡

もう一つ隣りの色も類似色に含めた場合､このようになる｡

もちろん､類似色の範囲は原理的には無限に設定できる｡デジタルではHSVでいうと360の色相が便宜的に区別され､設定されている｡

したがって､第一隣接色でいうと合計60度の範囲となり､60色相が類似色となる｡第二隣接色でいうと合計120度の範囲となり､120色相が類似色となる｡

RGB色相環とYMC色相環は色の並びの順番が同じで開始位置だけが違うため､類似色の関係も同じになる｡

PCCS色相環の場合の類似色

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※表色系に関する説明は別の記事で扱う予定

PCCSの色相環をイメージした図がこちらである｡厳密な色は日本色彩研究所が販売している色見本(カラーカードなど)を購入することで確認できる｡

ディスプレイで表示されている色は機器の能力によって異なり､標準的なディスプレイでは色を完全に表示できない｡高機能ディスプレイでも限界があり､人間がディスプレイやインクを通さずに見る色のほうが表示の範囲が広い｡

｢色相関係｣の分類を図にすると上のようになる(色彩検定の書籍を参考に作成)｡

概念的にいえば隣接色も類似色の一種であるといえる｡

マンセル色相環の場合の類似色

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※表色系に関する詳しい説明は別の記事で扱う予定

マンセルにおいて基本の色相はR(赤)･Y(黄)･G(緑)･B(青)･P(紫)である｡それぞれの中間をさらに5つの色相であるYR(橙)･GY(黄緑)･BG(青緑)･PB(青紫)･RP(赤紫)を加えて大まかな10色相が設定されている｡

10色相はさらに10分割され､合計100色相が設定されている｡ただし､色相環は10色や20色に省略されて表示されることが多い｡

マンセルの場合はRGB表記とは違い､0から100で綺麗に制御されているわけではない｡

たとえば青色が9段階までの彩度しかないのに対して､赤色は18段階ある｡それゆえに色立体は円形ではなくデコボコしている｡

明度は0から10の11段階表記であるが､全ての色相が明度10の色をもっているわけではない｡理論的に想定することは可能だが､物理的に色表として表せない色は現実には除外されるからだ｡

たとえば10Bの明度10は基本的に色表として表すことができない｡デジタルの場合は表記上の比率は一定だが､その比率をどれだけ現実に反映させるかはディスプレイの能力や環境次第ということになる｡たとえばある色をスポイトで吸ってHSV表記でS(彩度)が100%と表記されていても､sRGBのディスプレイとAdobe RGBのディスプレイでは見え方が違う｡

マンセル色相環の色表示は明度や彩度が見かけ上､心理的に均一になるように揃えられているのだと想定することができる｡

最大明度が各色で違うのだから､各色相に共通する任意の明度､彩度を選択することになることが多いといえる｡それが4であっても5であっても､色相環のサンプルとして誤りにはならない｡RGB表色体系のように､彩度を全て100％､明度を全て100％に合わせて色相を並べるという単純な作業ではないことは確かだろう｡

そもそもマンセルカラーをRGBカラーに変換する時点で近似にすぎず､さらに色相環において明度と彩度の基準点が任意にすぎないとすれば､サンプルとしての色相環の色の見えにそこまでこだわる必要もないのだといえる｡

大事なのは｢基本の色相の名前｣であり､その関係である(今回は類似関係)｡｢実際の色の見え｣が気になるならば､マンセル色見本を実際に購入して確かめたほうが早い｡大事なのは関係であり､それらの要素が実際にどういう｢見え｣をするのか､どういう｢材料･環境｣で可能になるのかは二次的な話になる｡

デジタルイラストで完結させようとする人は､マンセルカラーにこだわる必要はない｡最初からRGB系色空間を基盤とし､必要に応じてHSVの表現やXYZの基準系を参照する方が合理的である｡

印刷する予定がある場合は､CMYKやマンセル､さらにPCCSなどを近似として想定するべきだろう｡ディスプレイと全く同じ色が印刷されるわけではないが､特定の色空間の範囲に絞ることで誤差を縮めることは理論的に可能となる｡

アナログで完結させようとする人は､自分の色材がマンセル表色系でいうとどの色にあたるかを実際の色見本の紙と目で比較して､リファレンスとして参照するような使い方になってくる｡

絵の具の色とディスプレイ上に近似されたマンセルやPCCSの色を見比べる､という作業はあまり好ましくないだろう｡また､マンセルの色見本では可能な色だが､印刷所ではその再現が不可能である場合もある｡自分が利用する印刷環境においてどの範囲のマンセルカラーの表現が可能かどうかを念頭においたうえで､マンセルカラーを参照するべきだといえる｡

右の図はwikiの色の表示を参考にしたマンセル20色相環のサンプルである｡

細かい表記方法の説明は次回以降に行う｡今回はこの20色相環の類似色を表にして整理していく｡

さいごに

次回の予定

次回はおそらく｢表色系｣を扱う予定｡

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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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

(2) ｢補色｣を理解する

[2-1]補色を理解すべき理由

絵を描いているときに､｢どの色を使うべきか｣と迷う人はいるはずだ｡このときに､｢色を強く目立たせたい｣あるいは｢色を強く目立たせたくない｣という目的がある場合､その手段として補色に関する知識は役立つといえる｡絵を描く際だけでなく､青と白を使うことで牛乳の｢黄色｣を残像として強調し､｢濃さ｣を演出するといった効果を補色から理解することができる｡

｢色彩調和｣についてはこの動画では深く扱わないが､補色はゲーテやダヴィンチ､ブリュッケなどが色彩理論において重視した要素のひとつである｡

どの色とどの色の組み合わせが調和するのか､お互いを引き立て合うのかといった色彩感覚を獲得するためにも補色の知識は必須である｡ただし､補色関係にありさえすれば美しく見えるといった単調な話ではないことには注意する必要がある｡

たとえばバラの赤と緑､夕焼けの橙と青､海と夕日の青と橙なども補色関係の一例である｡

ただし､赤と緑といっても､その色の内実には幅がある｡特に､RYB体系とYMC体系のどちらを採用するかで補色のあり方が変わり､さらに同じ体系内でもどの色を三原色とするかによっても変わるといえる｡たとえば海の｢青｣や空の｢青｣がシアン寄りの場合もある｡

補色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

ある単光色C１とC２が補色の関係にある場合､それらの波長を｢補色波長対｣という｡

２つの色光C1とC2を加法混色した結果が白色Cwに等しくなるとき､C1とC2は互いに補色であるという考え方がある｡※CはCOLORの略､WはWHITEの略

たとえば(原色の)青色の光と黄色の光を加法混色した結果が白色に見えるとき､両者は互いに補色であるといえる｡

しかし減法混色において､(原色の)黄色と青を混色させても白色にはならず､黒色になる｡

２つの色光C1とC2を減法混色した結果が黒色Cbに等しくなるとき､C1とC2は互いに補色であるという考え方になる｡

白と黒の共通点は｢無彩色｣であるという点である｡補色関係同士の色を混ぜ合わせると彩度が下がって見えるということになる｡

先程の図では加法混色においても減法混色においても補色関係は黄色と青で変わらなかった｡しかし同じ減法混色でも､表色体系によって補色関係が変わる場合がある｡

伝統的な減法混色では､三原色はRYBで考えられていた｡しかし現代的な減法混色では､三原色はYMCで考えられている｡

三原色が異なるということは､色相環が異なるということである｡色相環が異なるということは､対になる色が変わるということになる｡たとえばRYBの表色体系において､黄色の補色は青色ではなく､紫色である｡さらにマンセル色相環などでも違ってくるが､ここでは省略して考える｡

RYB色相環における補色

たとえばRYB色相環で正反対に位置する関係の色の組合せを視覚的に表現すると､上の図のようになる｡

※各色はできるだけ純色に近いものを採用｡現実的には使う絵具の種類に依存する｡たとえば青色でもウルトラマリンを使うかコバルトブルーを使うかといった違いがあり､この微細な違いで対応する補色も変わる｡

RYB色相環における補色

YMC色相環で正反対に位置する関係の色の組合せを視覚的に表現すると､上の図のようになる｡

(加法混色)RGB色相環における補色

加法混色のRGB色相環の場合はYMC色相環と基本的に補色関係は同一になる｡

色相の細分化､明度や彩度との関連性について

もちろん12色相だけではなく､色相は無限のように細分化することが可能である｡

たとえばクリップスタジオペイントソフトでは色相は360個ある｡つまり､この色相環において補色のペアは180個存在する｡

色は色相だけではなく､明度と彩度も重要になる｡クリスタでは明度が0から100､彩度も0から100で調整が可能になる｡

たとえば色相60､明度50､彩度100では暗い黄色になる｡この色の補色は色相240､明度50､彩度100､つまり暗い青色ということになる｡すべての組み合わせを考えると､200万通り近くの補色のペアが考えられる｡もちろん､補色は色相がズレたり明度がズレたりしても有効である範囲があることを考えれば､さらに選択肢は膨大に増えることになる｡

補色のメカニズムをわかりやすく解説

なぜ人間という動物は特定の色の組み合わせを｢メリハリがある｣とか｢調和している｣といったように感じるのか｡

特定の人間だけではなく､多くの人間に普遍的に共通しているのであり､人間特有の生理的メカニズムがあるはずだということになる｡いわゆる｢色覚説｣にかかわるものであり､詳細は第5回の色彩学基礎の動画で紹介しているので今回は簡略的に扱う｡

【第五回基礎色彩学】色覚説について解説

この｢ペアとして処理される｣という言い方はいまいち理解しにくい｡いったいどういうことか｡

人間は赤と緑が左右にあるスライダー装置､青と黄色が左右にあるスライダー装置をもっているというイメージで考えるとわかりやすい｡

色は独立的に処理されるのではなく､対立的に処理されるのである｡

たとえば赤い波長が人間の目に当たると､赤-緑チャンネルが反応し､赤側へスライドする｡赤い波長は青-黄色チャンネルにも当たるが､反応しない｡他にもヘリングは白-黒チャンネルというものも想定して､そのどちらかのスライドに傾くかで色の明るさが決まるという｡

このようにして､赤色として目の前のものが見えるというわけだ｡赤色を見た後に白色のものを見ると残像として緑色が見える理由は､片側にスライドが傾いている状態を中立に戻そうとする作用が生じているためだと説明されている｡

現代ではウォルラーヴェンとブーマンの段階説が通説的な理解だとされている(第5回の動画を参照)｡

現代においてヘリングの反対色説が否定されたというわけではない｡過程の一つとして組み込まれたということになる｡

たとえば橙の波長の光が目に入ったとする｡L錐体は強く活動し､M錐体は中程度活動し､S錐体の活動は少ない｡

次に､赤-緑チャンネル(L↔Mチャンネル)においては赤(L)のほうが大きいと判断される｡

黄色は専用の錐体が存在しないため､赤錐体(L)と緑錐体(M)の合計の信号として作られる｡つまり､黄色信号はL+Mとなる｡※たとえば赤錐体というより｢長波長をよく受け取る錐体｣といったほうが正確だが､わかりやすさを優先する｡

青と黄色のチャンネルでは､(L+M)とSのどちらが優勢なのかが判断される｡橙の場合はL+Mのほうが優勢である｡したがって､脳では赤信号と黄色信号が同時的に刺激され､橙色として知覚されるということになる｡

補色はこの作業をすべて逆にすればいい｡L↔MではMのほうが大きく､(L+M)↔SではSのほうが大きいとする｡この場合､緑信号(中)と青信号(大)が同時的に刺激され､空色として知覚されるということになる｡

補色の段階分け表

それぞれのチャンネルの強度を三段階で分けると､右のような表を作成することが可能になる｡

対応する補色を左右で並べると､反転的でわかりやすい｡もちろんここからさらにグラデーションを+++のように増やしていけば､さらに色相を増やしていくことができる｡

たとえばマゼンタや青がどのような波長なのか､絵具なのかといった具体的なケースは表色体系次第となる｡

[2-4]補色対比とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

たとえばデジタル数値上､彩度70の赤色を単独で見る場合より､シアンの隣に置いた彩度70の赤色のほうがより鮮やかに見えるということになる｡たしかに､鮮やかに見える気もする｡

もちろん､色を逆にしても同じである｡

デジタル上の数値の彩度が変化していないにもかかわらず､より彩度が高くみえるような知覚的な変化が生じているということになる｡絵具そのものは変わっていなくても､配置のあり方で彩度が変化して見えるのである｡

先程見たように､人間の色覚メカニズムには対立する色のチャンネルがあり､片方の色を見ているときにもう片方の色の信号が抑制され､脳が色の差を強調して知覚するようになるというわけだ｡

われわれは2つの色のどちらか一方を集中してみることができる｡たとえば四角に丸の場合は､丸をポジ(主題､図)として四角をネガ(背景､地)として見ることが多い｡それゆえに丸のほうが鮮やかに見えるわけだ｡

補色対比の例:絵画､自然物

[2-5]面積や明度などの変化と補色対比､色振動､リープマン効果とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

ある色とある色が補色関係にあれば彩度が高く見えるという現象が補色対比であるが､彩度や明度､表面積のあり方によってその見え方は変動するという点がポイントである｡補色は一般的に調和する色と考えられているが､明度や彩度を考慮しないとかえって醜い色､不快な色として知覚されてしまう可能性がある｡

たとえば補色関係にある一方の色の表面積の比率が著しく低い場合､低い側の色が目立ちにくい｡表面積の地色に同化されてしまい､色味を失ってしまう｡いわゆる面積効果や平均化とも呼ばれるものである｡

人間は空間を平均化する傾向があり､近い領域の色を平均的に処理するという｡微細な色の領域は単独の色として分離されにくく､大きい面積の色が優先されてしまうというわけだ｡

補色対比は視認性が高いという点がポイントだったが､リープマン効果が出る場合､視認性が低くなってしまうケースもあるといえる｡たとえば文字が読みにくいと感じることがありうる｡また､美しく見えない場合もあるかもしれない｡

たとえば高い明度同士の補色を合わせると､境界が曖昧になり､目がチカチカするような派手な刺激(jazzy)､不安定感(unstable)､ぐにゃぐにゃした感じ(jelly-like)､秩序のない感じ(disorganized)が見られることがある｡

安定した色の効果を目指そうとして配置するような色ではないということになる｡

上の図はオレンジ系とシアン系を並べたものである｡

左上がぼかしなし､それ以外はぼかしの強度を変えているが､いずれにせよリープマン効果が現れているといえる｡

そもそも｢同じ明度や輝度｣という概念が実は複雑でわかりにくい｡たとえば人間は青色よりも黄色のほうが心理的に明るく感じやすいことが知られている｡

また､色相の組み合わせによっては､彩度と明度の条件が同じでもリープマン効果が生じにくいと思えるようなケースがあるかもしれない｡

色相によるリープマン効果の違い

個人的に感じたことを述べていく｡

青と黄色の場合は､目がチカチカする度合いが大きいが､ジャギー感､境界感は弱い｡赤と緑の場合は境界のぼやけ感が強い気がする｡紫と黄緑はそこまでチカチカしたり､境界のぼやけを感じない｡青と黄色は単体で見るとそこまでチカチカしない｡

補色はそもそも反対色説からメカニズムが説明されている｡それゆえに､赤-緑や青-黄色がより対比を感じやすいといえる｡

上の表で言うと､0の数値がある色のほうがリープマン効果を起こしやすいのだといえる｡

しかし青と黄色はそこまで境界のぼやけを感じない｡青色はS錐体が関与しており､S錐体は錐体全体のなかでも数が非常に少ないとされている(詳細は以前の動画を参照)｡それゆえに青色に対する人間の空間解像度は低い(それ以外にも原因はあるが)｡

L錐体とM錐体が関与している黄色は空間解像度が高く､両者の明度は同じくらいに感じにくくなるのかもしれない｡それゆえにリープマン効果が薄まったと推測することができる｡

次に､明度差がどのくらいならリープマン効果が生じにくいのかという問題がある｡あるいは彩度の問題もあるかもしれないが､彩度は置いておく｡

ためしに明度差を80(丸)-50(四角)で表現してみた｡彩度は100で均一にしている｡下の画像は明度差を100(丸)-80(四角)にしている｡チカチカは軽減されているが､明度が100のように最大で大きいと､明度差があっても境界はぼやけてみえる｡青と黄色のほうは全体的に落ち着いて見えがちである｡

色陰現象とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

ほとんどのケースの場合､白い光や黄色い光がさまざまな物を照らしている｡つまり､複数の色の光が同じ物体にわかりやすく当たるという機会が少ない｡

3Dソフトで､白色の光だけがあたっているケースをまずは画像にしてみる｡当然､影は黒い｡

そもそもなぜ影は黒いのだろうか｡単純に考えれば､その場所に届く光の量が周囲より極端に少ないからだといえる｡夜に部屋の電気を消すと真っ暗になり､ほとんどなにも見えなくなるようなものだ｡

そして届いていない光の波長の割合も均一であるという点がポイントである｡長波長だけが届いていない､といったようなケースでは黒くならない｡すべての波長がまんべんなく届いていないからこそ､影は黒く見える｡

さて､ここで右上から赤い光を当ててみる｡そうすると､右下に青い影が足されるように見える｡

黒い影が青くなったというより､青い影が足されたというイメージである｡

赤い光だけを当てた場合は､この現象は起きない｡

色陰現象は２つの光が物体に当たっていることが重要であるといえる｡

影が青くなったといったが､厳密にはシアンであるといえる｡なぜならRGB体系において赤色の補色はシアンだからである｡

シアンの光を当てた場合は､影が赤色になる｡

なぜ赤い光を当てたらシアンの影が見えるのか､いまいちわかりにくい｡

白い光が遮られたら黒く見えることは理解できる｡シアンに見えているということは､シアン以外の色は遮られているということになる｡つまり､赤､緑､青のうちの赤い光が遮られているということになる｡

赤く見えたり青く見えたりするが､実はグレー

周りの床には赤い光と白い光が当たっているが､特定の床には赤い光が全く当たらず､白い光のみが当たっている場合を考えてほしい｡

赤い光がRGBでいうと1:0:0､白い光が1:1:1だとする｡黒い影の部分は0:0:0だから黒であり､赤い床の部分は2:1:1であり､青い床の部分は1:1:1だということになる｡つまり相対的に赤い成分が遮られていることから､青く見えるということになる｡光のタイプと強さを全く同じにして位置だけ変えてみても青く見える(もっとも､位置が変われば強度も変わるかもしれないが)｡

1:1:1ならば物理的には無彩色に見えるはず､と疑問に思う(もっとも､光の強さは同じではない)｡しかし相対的に赤が強い部分と弱い部分ができるとすれば､弱い部分をシアンであると生理的に知覚(錯覚)するということは理解できなくもない｡

ちなみに白い光をシアンに変えるとこのような結果になる(下)｡

影が青く見えるといったが､ペイントソフトでスポイトで確認してみると､色成分は113:113:113であり､グレーだった｡

つまり､影は無彩色だが､周りの色との関係によって青く見えることがわかった｡ライトを青くして赤く見えていた影も色相はグレーだった(下の画像)｡どうみても赤く見えたり青く見えたりするが､実際は灰色なのである｡絵を描く時に影に有彩色を使うかどうかは周りの状況次第ということになる｡

影に実際に色がつくケース

たとえば赤､緑､青のライトを用意して壁に集中して当ててみる｡そうすると､中央は白くなる｡

白い壁の前に､立方体を置いてみるとこのような影が３つできる｡

光源が３つあるので､影も３つできるというわけだ｡左は黄色､真ん中はマゼンタ､右はシアンの影の色になった｡

なぜ真ん中がマゼンタなのか｡真ん中には緑の光がちょうど真正面に当たっていて､立方体に遮られて奥の壁へと光が届かない｡

それゆえに､赤と青の光だけが左右から届くので､マゼンタになるというわけだ｡同じような原理で左も青の光が届かずに黄色(赤+緑)に､右も赤の光が届かずにシアン(青+緑)になるというわけだ｡

自然における色陰現象

自然において､あるいは身近において色陰現象が確認されるケースはあるのだろうか｡さきほどの色のついたライトのように極端に偏った光は自然にはあまり存在しない｡したがって､その効果も弱まるといえる｡

たとえば建物の影が青っぽく見える場合､赤い光と白い光が同時に当たっているケースがあるかもしれない｡夕日の太陽の光と､青白い光が立方体に同時的に当たる場合､青っぽい影ができているように見えるというわけだ｡

画像はイメージ｡こうした画像は撮り方の設定によって誇張されている場合があるかもしれない｡無彩色ではなくわざと有彩色にして誇張するというテクニックもここから考えることができる｡

ちなみに上の画像でも､灰色に補色の色味がでるらしいが､私にはよく知覚することが難しい｡配色設定の違いもあるかもしれない｡

たとえば赤のところの三角形がシアン系の色味を帯びるらしい｡

残像､物理的補色と生理的補色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

たとえば赤い色をじっと見てから､白い色を見ると､その残像として補色であるシアン系の色が見えることがある｡

正の残像､負の残像とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

残像には正の残像と負の残像がある｡

｢生理的補色｣､｢物理的補色｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

負の残像によって見える色は｢残像補色｣や｢生理的補色｣と呼ばれている｡

一方で､光の波長の補色､つまり加法混色させると白色になるような厳密な関係を構成する補色を｢物理的補色｣という｡

そして｢生理的補色｣と｢物理的補色｣は一般的には一致しないという｡

残像は目や脳の疲労や適応によって生じる現象である｡

たとえば赤を見続けると､赤に対応する錐体細胞が疲れてしまい､白をみたときに赤に反応しにくく､青と緑が相対的に強く反応してしまい､シアン系の色として感じやすくなってしまうというわけだ｡

しかしそうした知覚されるシアン系の色は赤色と同じ定度の明度や彩度をもっているケースは少ないといえる｡むしろ､弱まったシアンとして知覚されることが多いだろう｡

物理的補色は強いシアンだが､生理的補色は弱い､彩度の低いシアンだということがありうる｡

ゲーテの反対色説について

ゲーテは『色彩論』(1810)の中で､｢黃は赤青を､青は赤黃を､深紅は緑を呼び求める｡そして､この逆もありうる｣と述べている｡

ゲーテは｢色の調和は反対色を並べることで生まれる｣と考えている｡

この考え方はゲーテ独自のものではなく､中世の画家たちの絵画においてよく見られたという｡たとえばエル･グレコ､ジョルジョーネといった中世の画家たちは､一枚の絵の中で､赤と緑､黄と青のような反対色をしばしば並置させているという｡

現代ではアルバースなどの色彩理論家が､補色調和だけではなく､他の要素にも着目するべきだと述べている｡色の調和については別の動画で扱う予定である｡

(3) さいごに

[3-1]次回の予定

次回はおそらく｢類似色｣を扱う予定｡

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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」

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」

「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

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小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

色相環(12色)を理解する

｢色相環｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

主に隣接関係や補色関係､類似色関係を視覚的に把握するための道具である｡明度や彩度は基本的に省略される｡

｢表色系｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

表色系は色相､明度､彩度を全て扱い､色を定量的に表示､特定することを目的としている｡たとえばマンセル表色系で5R 6/8と表記されていたら､色相は赤の系列の中央付近､明るさは6でやや明るく､彩度は8で標準よりはかなり鮮やかだということになる｡※マンセル表色系では彩度の上限が10ではないことに注意(14などもある)｡明度は10｡

表色系は｢混色系｣と｢顕色系｣にさらに分かれている｡

たとえばCIE-XYZ表色系､CIE-rgb表色系､オストワルト表色系､DIN表色系などが代表とされる｡

たとえばマンセル表色系､NCS表色系､PCCS表色系などが代表とされている｡

今回は表色系については詳しく扱わない｡ただし､色相環を考えるにあたって､どの表色系を採用するかという点が重要になる｡

今回は､主にRGB色相環(加法混色)､CMY色相環(減法混色)を扱う｡※マンセル色相環は､表色系の動画でおそらく扱う予定である｡

デジタルペイントではRGBとCMYを抑えておけば基本的になんとかなると考えている｡個人的にはデジタルペイントでRYB色相環を取り入れようとすると､混乱してしまうと考える(そもそもカラーホイールがRGBやCMYを前提に作られている)｡ベディ･エドワーズはRYB色相環を前提に考えているが､この記事シリーズでは以後は基本的に採用しないことにする(アナログなどの解説に特化すれば変更することもあるかもしれない)｡

｢等和色｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

｢和｣とは算数では足し算を意味する｡｢和える｣といえば､混ぜ合わせる意味になる｡つまり､等和とは等しい割合で混ぜ合わせるということである｡

たとえば黄色とマゼンタの絵具を等しい割合(1:1)で混ぜ合わせると理論的には赤色になる(減法混色)｡

赤､緑､青の光を等しい割合(1:1:1)で足し合わせると理論的には白色になる(加法混色)｡

｢二次色｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

たとえば一次色(原色)が３色の場合､２つの一次色を同じ比率で混色して得られる色は３通りになる(3C2)｡三原色を何にするかは､どれだけの色域を得たいのか､どういった混色方法を選択するかによる｡広い色域を得たい場合､加法混色の場合はRGB(赤緑青)､減法混色の場合はCMY(シアンマゼンタイエロー)が基本となる｡

アナログの場合､たとえば手元に純粋なシアンがない場合はコバルトブルー､フタロシアニンブルー ､セレリアンブルー､ウルトラマリンブルーなどどれを選択するかによって異なるといえる｡手に入りにくい純粋な色から色を作るのか､見本色を見て近い絵具(すでに工場で混色された絵具)を買うのかなどが現実的な問題となる｡

RGB体系における二次色とは

RGBにおける二次色はシアン､マゼンタ､イエローの三色となる｡R+G=Y､G+B=C､B+R=Mである｡

それぞれを円環状に並べるとこのようになり､６色の色相環ができる｡基本的に､一次色を正三角形に､二次色を逆正三角形に配置する｡

YMC体系における二次色とは

YMCにおける二次色は赤､緑､青の三色となる｡Y+M=R､M+C=B､C+Y=Gである｡

それぞれを円環状に並べるとこのようになり､６色の色相環ができる｡クリップスタジオペイントなどのデジタルソフトの色相環は基本的にこの配置である｡

｢三次色｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

RGB体系における三次色

たとえばRGB体系でいえば､一次色である青の左隣には二次色であるシアンが位置している｡青とシアンを混ぜれば､｢シアン寄りの青｣になる(以後､寄る側は二次色とする｡青よりのシアンと考えることでもできる)｡

シアンがRGB表記で0,255,255だとすれば､G成分を半分にして0,128,255にすれば｢シアン寄りの青｣ができる(緑よりも青の割合を増やしている)｡

三次色は全部で六色ある｡シアン寄りの青､シアン寄りの緑､イエロー寄りの緑､イエロー寄りの赤､マゼンタ寄りの赤､マゼンタ寄りの青である｡

シアン寄りの青は｢空色(azure)｣､シアン寄りの緑は｢若緑(spring green)｣､イエロー寄りの緑は｢黄緑色(chartreuse green)｣､イエロー寄りの赤は｢橙色(orange)｣､マゼンタ寄りの赤は｢紅色(rose)｣､マゼンタ寄りの青は｢すみれ色(violet)｣と呼ばれることもある(言葉は厳密な一致ではなく､イメージである)｡

図にするとこのようなイメージになる｡

YMC体系における三次色

YMC体系(減法混色)でも基本的に色は同じである｡ただし､正三角形の色が逆になる｡

三次色は全部で六色ある｡赤寄りのイエロー(橙色)､赤寄りのマゼンタ(紅色)､青寄りのマゼンタ(菫色)､青寄りのシアン(空色)､緑寄りのシアン(若緑色)､緑寄りのイエロー(黄緑色)である｡

図にするとこのようなイメージになる｡

｢中間色｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

色相環においては特定の色相の間の色を意味する｡

たとえば二次色や三次色は色相の一種である｡さらに細かく色相環を区分していけば､理論的にはいくらでも中間色をとりだすことが可能になる｡

たとえばクリスタでは色相が0から359の､合計360ある(HSVでいうところのHの値)｡原色を中間色ではないと仮定し､中間色を原色と原色の混色と仮定すれば､357個の中間色が理論的には配分によって存在することになる｡

たとえばH1はMが96%､Yが94%で若干Mの割合が多いということになる｡H10はMが91%､Yが95%で若干Yの比率が高いということになる｡

とはいえ､どこまで厳密に色を使いこなすかという現実的な問題もある｡自分の実現させたい色と､実際の色のズレが誤差程度なら妥協してもいいかもしれない｡

たとえば色相1単位ではズレをわれわれの知覚ではほとんど区別できないが､10も違えば変わってくる｡アナログで言えば､絵具の差にも関わってくることになる｡

もちろん､色相に加えて明度や彩度が関わってくるので､事態はより複雑になる(たとえば右の色は明度や彩度が最大)｡

さいごに

次回の予定

次回はおそらく｢補色｣を扱う予定｡

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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｣

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千々岩 英彰「色彩学概説」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

減法混色

減法混色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

具体例:カラー写真､カラー印刷､透明､半透明､不透明絵具､カラーフィルターの重なりなど｡

絵具は｢色材混色｣として最後にもう一度扱う｡

｢表面色｣と｢透過色｣とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

減法混色は基本的に｢物体色｣と呼ばれる色に関わる混色であり､｢加法混色｣による｢光源色｣とは区別されている｡

物体色は｢表面色｣と｢透過色｣に区別されることがある｡

たとえば赤い不透明絵の具で白い紙に色を塗るとする｡不透明なので光が絵の具を通過して白い紙に届くわけではない｡つまり､(基本的には)表面だけが色の見え方に影響することになる｡

赤い透明絵の具で白い紙に色を塗る場合は､絵具を通過して白い紙に届く(この､通過という意味合いがどういう意味かは別の動画で扱う｡色材によって変わる)｡この場合は､表面だけではなく､白い紙からの反射にも影響を受けている｡

透明絵の具と不透明絵の具をデジタルで簡易的に表現した図がこちらである｡

透明絵具の場合､白が背景だと赤色が明るく見え､黒が背景だと赤色が暗く見える｡一方､不透明絵具の場合はどちらも同じに見える(背景色による心理的効果を除く)｡

二重の層をイメージして不透過､半透過を図にするとこのようなイメージになる｡

ちなみに図の半透過の場合の赤は半透過で､白は不透過(紙)である｡

水のような透明な物体の場合は完全に透明というわけではなく､わずかに赤色系の波長を吸収する(透過しない)ので､青色に見える｡

薄いガラスはほとんど無色に見えるが､厚いガラスの場合はすこし青く見える｡純水や光学ガラス､高純度アクリルなどもほとんど無色に見えるが､理論的には完全に透過する物体は存在しないといえる｡

減法混色における三原色(CMY,RYB)

原色､三原色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

RYBからCMYへの歴史的な流れ

減法混色の三原色は近代以前は絵画実践上の慣習として,基本的にRYB､つまり赤･黄色･青が用いられていたという｡絵画教育ではいまもRYBを採用しているケースがある(たとえばベティ･エドワーズもRYBを基本としている)｡

古代から中世においては､顔料が限られており､赤､黄色､青系の顔料が比較的入手しやすく､直感的に理解しやすいことからRYBが基本とされていたわけである｡18から19世紀頃には美術教育が制度化し､RYBが標準化したという｡色相環もRYBで作られていたという｡

19世紀後半以降､色覚理論や印刷技術が発展していった｡さらに顔料のレパートリーが増えていったという｡発展した色覚理論のもとではRYBは色再現の点で不十分であると考えられるようになった｡

そこで､理論的に正確で､色域も広いCMY､つまりシアン､マゼンタ､イエローという新たな三原色が登場したというわけだ｡印刷で用いられる｢CMYK｣という用語のK(Key Plate)は黒という意味である｡黒をいちいちCMYを混ぜて作るのは大変だから､あらかじめ黒を用意しておくというわけだ｡※CMYやYMCなど､さまざまに呼称されるが､CMYで統一することにする｡

現代でもRYBが絵画の領域で使用されている理由

しかし､現代になってもRYBが絵画の領域で未だに用いられていることがある｡歴史的な理由､教育的に教えやすいという理由など､さまざまな原因が考えられる｡

ベティ･エドワーズによれば､絵画の領域でシアン､イエロー､マゼンタのような原色絵具(スペクトルカラー)は簡単には手に入らないという｡また､手に入るような絵具では発色が悪く､うまくいかなかったという｡※現代ではベティ･エドワーズのとき(2004)よりも改善されているかもしれない｡

そもそも我々は三原色から他のすべての色を逐一作って絵を描いているわけではない｡混色はコストが高くなり､手間もかかり､再現性も不安定である｡たとえば緑を使う場合､いちいち青と黄色を使うのではなく､すでに工場などで混色された緑色の絵具を用いていたと考えることができる(ちなみにベティ･エドワーズは二次色であるオレンジ､バイオレット､グリーンを市販の絵具の混色で綺麗に作れないことを認識しており､単色の絵具を最初から用いることを前提としている)｡

RYBにおいて緑色をどうやって混色して作るのか

しかし､RYBにおいて｢緑色(G)｣を作る場合のYやBとはいったいどのような成分なのだろうか｡たとえばデジタル上で純粋な青色はRGBでいうと0,0,255である(短波長だけを反射する絵具)｡しかし現実の絵具は0,0,255ではない｡

昔から使われてきた青の絵具のひとつはウルトラマリンブルーである｡ウルトラマリンブルーをRGBで表現すると56,77,152などになる｡

純粋な青(0,0,255)と純粋な黄色(255,255,0)を半透過の状態で白背景上に重ねても､緑色にはならない(乗算レイヤーで近似)｡

ウルトラマリンとカドミウムイエロー(250,198,30)を足しても緑色には見えない｡灰色に近い色に見える｡我々がイメージする緑色ではない｡

ウルトラマリンのほかには､1704年頃に発明されたというプルシアンブルー(26,68,114)がある｡

プルシアンブルーとカドミウムイエローと組合せるとすこし緑色に近づいた｡

カドミウムイエローではなく､より明るいレモンイエロー(255,243,63)を使ってみた｡19世紀に導入されたセルリアンブルー(0,115,162)をさらに使うと､より明るい緑に近づく｡

要するに､青はシアンに近いほど我々が想像する｢緑色｣を作ることが可能になるというわけだ｡RYBと呼ばれてはいたが､実際にはマゼンタやシアンに近い特性の赤や青が用いられていた可能性が高いのではないか(とはいえ､なにをもって代表的な緑とするかという問題がある｡個人的には純水なシアンとイエローの組合せは緑というより､黄緑である)｡

三原色からできる基本の四色

CMYを規準にした基本の四色は､赤､緑､青､黒である｡加法混色の三原色がRGB(赤､緑､青)だったことと対応している｡

よくみる図がこちらである｡

たとえばなぜシアンと黄色を減法混色すると､緑色ができるのか｡減法混色では基本的には｢白色光｣を前提に考える(絵の具に当たる光は青や緑ではなく､太陽の光のような白だというわけだ)｡

まず､シアンの絵具が白い紙に不透明絵具で描かれていると単純化して考える｡この絵具は(光源ではなく)｢物体｣であり､｢表面色｣がシアンであるということになる｡表面色で重要なのは反射と吸収である｡つまり､物質がどの波長を反射し､吸収しているかによって表面の色が変化するわけである｡

表面がシアンの色に見えるためには､物体が低波長と中波長の光を均等によく反射し､長波長の光をよく吸収する必要がある｡

つまり､目に届く光が同じくらいの割合の低波長と中波長の光である必要があるわけだ｡単純化するために白色光は低波長､中波長､短波長をまんべんなく発射している光だとイメージしてほしい｡

長波長を赤､中波長を緑､短波長を青として単純化して考えると､このような図になる｡

RGBでいうと､たとえば目に届くのはRが0,Gが255,Bが255だということになる｡※各数字の大きさは輝度(明るさ)に関連するもので色相の観点からはそこまで重要ではなく､大事なのは0:1:1という比率である｡光が強くても弱くても物の反射率の比率は変化しない｡

シアンと黄色が物理的に混ざったと単純化して仮定する(これがどういう状態かは次の項目で検討する)｡シアンは長波長をよく吸収し､黄色は短波長をよく吸収する｡ということは､結果的によく吸収されない(よく反射する)中波長が目によく届くということになる｡

つまり､中波長の緑がよく目に届くということであり､表面色は緑だと人間に知覚されるのである｡

透過色材で混色を考えるとこのようなイメージになる｡透過するということは次の層に波長を通すということである｡

不透過色材の場合は｢吸収か反射｣であったが､透過色材の場合は｢吸収か透過｣ということになる｡最終的に不透過な物(今回の場合は紙)に届いて反射し､我々の目に届くのである｡

色料混合とはなにか

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仮に純粋なシアンの絵の具と黄色の絵具があったとして､それをパレットで混ぜ合わせるとする｡この過程において､一体何が生じているのだろうか｡

色材の性質によって変動していくが､今回は水彩絵の具を基本に考えていきたい｡絵具の基本的な分類は油絵の具､水彩絵の具､アクリル絵の具であり､ポスターカラーやガッシュは水彩絵の具である｡水彩絵の具は透明水彩と不透明水彩にわかれている｡まずは基礎用語をざっと理解していく｡

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水彩絵具ではアラビアゴム､日本画では膠､アクリル絵の具ではアクリル､油絵の具では亜麻仁油などが糊剤として用いられる｡

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水彩絵具では水で絵の具を引き伸ばして用いるようなイメージである｡画材によっては糊剤と同じものが用いられる場合がある｡たとえば油絵の具における油は､留める役割と引き伸ばす役割の両方を担っているといえる｡

水彩絵具の場合は水が蒸発した後は顔料と糊剤が混ざりあった状態で紙にはりついているということになる｡顔料が水に溶けるのではなく､アラビアゴムが水に溶けることでスムーズに描くことができるという点がポイントである｡

非常に大まかに言えばこのようなイメージとなる｡

顔料が物理的に合わさるわけではない､溶け合うわけではないという点がポイントである｡

シアンの顔料と黄色の顔料をパレット上で混ぜ合わせたとしても､それぞれの顔料はランダムに散らばり､お互いかなり近い位置にあるにすぎない｡また､それぞれの顔料の間にはアラビアゴムも存在する｡

千々岩英彰さんによると､｢着色材混合の見え方は､いずれか1つの混色様式では説明できない｣という｡

たとえばシアンと黄色の顔料が微細に散らばり､隣り合っている場合は並置的加法混色を生じさせるからである｡

しかし､顔料そのものには反射や吸収という現象が起きている｡それゆえに､減法混色も生じているといえる｡

つまり､色材混色は加法混色と減法混色の両方の現象が生じているのである｡ただし､どちらの効果が支配的になるかは顔料の粒径や分散状態によって異なる。

千々岩さんによると､色材の混色は加法混色や減法混色の理論を踏まえただけでは満足できる精度の色が出せないという｡

そのため､経験や勘に頼るだけではなく､コンピューターによる混色の予測計算も必要になるという｡また､実際的な問題解決として､デザイナーは｢カラーチャートや色見本｣を用意しておき､混色結果を予測する方法を使用しているという(別の動画で扱う予定の､色相環や表色系とも関係する話である)｡自作のカラースケールを使っている人もいるそうだ｡自分が美しいと思った便利な混色例をストックしておくのも便利だろう｡

さいごに

次回の予定

次回はおそらく｢二次色｣､｢第三色｣を扱う予定｡

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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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

三原色

原色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

通俗的な言葉である｢原色｣について

原色であるためには､｢他の色の混合では作れない｣という条件が重要になる｡

たとえば茶色は光の場合､赤と少量の緑色の光を合わせると作ることができる｡それゆえに､原色とはいえない｡

｢ある色再現体系において｣という要件もポイントである｡たとえば｢光の色｣における原色なのか､｢インクの色｣における原色なのかで混色できるか･できないかが変わってくる｡

たとえば｢光の色である緑色｣は他の光の色で作れないが､｢インクの色である緑色｣は古典的には｢青と黄色の混色｣で作ることが可能だと考えられていたそうだ(実際は純粋な青ではなく､シアンに近い絵具を使っていたのだろう｡純粋な青と黄色なら黒色になってしまうからだ)｡また､同じインクの色でも､緑色は｢イエローとシアンの混色｣で作ることが可能だと科学的に言える場合､原色とは言えない｡

｢原色｣と｢原刺激｣の違いとはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

どのような方法で色が再現可能だと考えるか､どの範囲まで色を再現したいかによって､原色を自由に決めることができる｡

もっとも､色を定量的に数値化する学問である色測学において､｢原色｣という言葉はあまり用いられていない｡原色という言葉は日常における俗称であり､単に多くの色を作り出すことのできる色､とりわけ｢三原色(RGB､CMYやRYB)｣を指すことが多い｡

色測学においては原色ではなく､｢原刺激｣という言葉が用いられている｡意味は､｢元になる刺激の光｣である｡インクなどの物体を反射して届く光も､ランプなどから直接届いてくる光も､どちらも網膜を刺激する光である｡

たとえばCIE1931RGB表色系の原刺激はRが700.0nmであるとされている｡つまり､赤とか黄色とかではなく､波長で示される｢単色光｣を意味している(もっとも､これは理論的な波長の数字であり､現実的には625~680nm辺りである)｡

原刺激は原色と異なり､一般的な三原色(RGBなど)を必ずしも意味しない｡たとえば橙､シアン､紫でも三原色となる｡なぜなら､それぞれの色はそれ以外の色からつくれないからである(三色内でという意味である｡青と緑の光でシアンを確かに作ることができるが､橙と紫でシアンを作ることはできず､シアンと紫で橙を作ることもできない)｡ただし､このように３つの原刺激を定める場合､表現可能な色の範囲は一般的な三原色よりも狭まる事が多い(一番広い体系がRGBだから)｡

また､心理的な原色を指す場合は､赤､黄､緑､青の四つが挙げられる事が多い｡ポケモンの初代のゲームソフトでは､この４つの色に区分けされていたのもこれが関係してるのだろう｡

三原色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

三原色は通俗的には､光の色の場合は｢赤､緑､青(RGB)の三つの原色｣であり､物体の色の場合は｢赤､黄､青(RYB)の三つの原色｣あるいは｢シアン､マゼンタ､イエロー(CMY)の三つの原色｣を意味する｡三原色理論の原型は､画家であるル･ブロンが開発したことで知られている(三原色を利用してカラー版画を刷ったらしい)｡

たとえば｢茶色い単波長｣というものは基本的に存在しない(ピンクやマゼンタも存在しない)｡

単波長はかなりざっくりといえば､基本的には虹の色の数(5~7など)と等しい｡※もちろん1nmごとに単波長があると考えることも可能であり､さらには黄緑といった区分けも可能かもしれない｡水色よりの緑といったさらなる分化も可能だろう｡

光は溶け合って合体しているわけではない

茶色い波長は赤の単一波長と緑の単一波長が｢混ざり合っている｣ことによって生じている｡

しかし基本的には､物理的に波長同士が化学反応を起こしたり､溶け合っているという意味で混ざり合っているわけではない｡光は波であり､それらがお互いに干渉せず､重ね合っているだけなのである｡

このあたりはすこし理解しにくい｡光は単に重ね合っているだけで､それぞれ独立的なのである｡

たとえばトランペットの音とバイオリンの音は独立的であり､２つの音が同時に､同じ場所で重なり合って鳴っているだけである｡音が溶け合っているわけではない｡しかしわれわれの目や脳は｢全体として１つの音｣として感じるのと似ている(前のメロディーすら残っている)｡

光も重なっているだけだが､目に２つの単波長が同時的に届くことによって混ざり､｢茶色(１つの色)｣に見えるのだといえる｡その能力がないものからしたら茶色には見えないのだ(たとえば海洋哺乳類は､同じ光の刺激を受けたとしても､受容器が退化しているので色を認識できない)｡

光源色も物体色も､結果としては｢光の刺激｣が目に届くという点では同じであり､その届き方の違いであることを学んだ｡

とはいえ､届き方には大きな違いがある｡光源色は光の波長が足し算的(加法的)に我々の目に届くプロセスであり､物体色は光の波長が引き算的(減法的)に我々の目に届くプロセスである｡これらの違いをそれぞれ扱っていく(減法混色は次回の動画である)｡

加法混色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

具体例:カラーテレビ､スマートフォン､パソコンのモニター､舞台照明のライト重ね､レーザーショーなど｡

減法混色で輝度がカラーライトの重ねのように上がるか

しかしここで疑問が生じる｡たとえばインクによる減法混色の場合も､結局は光源からの光(たとえば電球や太陽)がインクに当たり反射して､｢光｣として目に届くわけだ｡反射して目に届く過程で輝度が上がるような加法混色が起こるのではないか｡

だが､あくまでも加法混色は独立的な複数の光を一箇所に当てて混色することを基本としている｡インクにとどく光は基本的には別の位置からの独立的な複数の光(たとえば青と黄色)ではなく､太陽や電球などの似たような光(白)だろう｡

輝度の上がり方について(同時的加法混色の例示)

たとえば太陽からすればランプは低輝度である｡

ようするに､人間の目が感じる光の明るさのことである｡単なる光量､光の強さである照度とは区別されている｡また､物体の色の明るさである明度とも区別されている｡※それぞれの違いは明度の記事で扱う予定である

人間の目の感度は同じ光量でも赤や緑のほうが明るく感じるようになっているため､光の量が同じでも､赤や緑の波長が多ければそのほうが人間は明るい(輝度が高い)と感じる(それゆえに､光の量を調整して各色が同じくらいの明るさになるようにディスプレイなどで調整する)｡

似た用語としてブライトネスがあるが､ブライトネスの場合は人間の心理的で感覚的な明るさの度合いを意味し､科学的な厳密な定義はなく､物理的な単位などもない｡

たとえば長波長の割合が多い複合光a(赤色に見える)中波長の割合が多い複合光b(緑色に見える)が重なった場合､相対的なエネルギー(輝度)は足し算的に増える｡

このことを図で示したものがこちらである｡

加法混色における三原色(RGB)とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

加法混色における三原色は､赤(R)､緑(G)､青(B)である｡

なぜこの３色かというと､人間の眼の錐体細胞が長波長､中波長､短波長に特化した３つだからである｡

各錐体細胞がいちばん波長を吸収するピークを図にしたものがこちらである｡詳細は第四回の記事で説明している｡

【第四回基礎色彩学】分光感度,明順応､暗順応､明所視､暗所視

たとえばCIE1931RGB表色系では､原刺激(原色)としてRは700.0nm､Gは546.1nm､Bは435.8nmの単光色であるとされている(生理学的なピークに基づかない､非実在的､理論的な三原色のケース)｡

我々のテレビやパソコン､スマホでどのような原色が用いられているかは､それぞれのデバイスの性能次第である｡とはいえ､一般的なディスプレイの赤は600nm前後だといえる｡

ためしに右に赤色(RGB表記でいえば､R255,G0,B0)を出してみた｡この赤色がどのように皆さんに見えているかは､それぞれのデバイスの性質､部屋の電球､眼球のあり方などによるといえる｡部屋がほこりだらけなら､また違った見え方をするだろう｡さらに､背景色をどうするかによっても心理的な見え方は変化するといえる｡

加法混色における三原色の混色結果について

加法混色でよく使われる三原色を混ぜ合わせて白色にする図をつくったものがこちらである｡

それぞれR(255,0,0)､G(0,255,0)､B(0,0,255)でつくっている｡ちなみに0から255はいわゆる光の強さであり､255なら100%となる｡ただし､ディスプレイの輝度とRGBの数値は直接的に比例しているわけではない(各ディスプレイの実力をどれだけ引き出すかの度合い､比率とでも言っていい)｡

加法混色における三原色で理解すべきことは､まずは基本的な混色結果を把握することである｡赤の輝度を下げたり､彩度を上げたりして色相のあり方を変化させることで､何千､何万､何億もの色を我々は混色することができる｡たとえば茶色は赤や緑の輝度を下げないと混色できない｡

しかしまずは最高輝度､最高彩度から生じる４つの基本的な混色結果を抑えておくことにする｡黄色､マゼンタ､シアン､白の４つしかないので覚えやすい｡

加法混色におけるマゼンタとはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

マゼンタとシアンは聞き慣れない人もいるかも知れない｡

マゼンタ(magenta)はJISの色彩規格では｢あざやかな赤紫｣であるとされている｡紫みをおびた赤とも表現されることがある｡ちなみに名称はイタリア北部の都市であるマジェンタ(magenta)が由来の合成染料である｡この染料と赤と青の光を混ぜた光の色が似ていたため､マゼンタとつけられたわけだ｡ちなみに上の画像はRGBでいうと､255,0,255となる｡

加法混色におけるシアンとはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

シアン(cyan)はJISの色彩規格では｢明るい青｣であるとされている｡一般には｢緑がかった青､青緑｣とも表現されることがある｡

語源はギリシャ語のkyanosで､意味は濃い青である｡皮膚が青くなるチアノーゼ (Cyanosis)や､青写真(Cyanotype)もシアンに由来する言葉である｡ちなみに上の画像はRGBでいうと､0,255,255となる｡

なぜ赤と緑を混ぜて黄色ができるか､仕組みを考える

なぜ赤と緑を混ぜて黄色ができるのかを考えていこう｡まず､先程確認したように､色光は物理的に混ざるわけではなく､それらが目に届き､脳が解釈することによって｢混ざったような色｣として我々は構成するのである｡

つまり､黄色の単光色が目に届いて得られる刺激の比率と､赤と緑の混合色が目に届いて得られる刺激の比率が同じなら､同じ色(等色)なのである｡

黄色の単光色(単一波長の光)は565-590nm辺りである｡ちょうど､赤と緑の境目くらいの色であることがわかる｡

S錐体をほとんど刺激せず､M錐体とL錐体をちょうど同じくらい刺激している｡簡易的にいえば､１つの波長が緑色を感じる部分と赤色を感じる部分を同時に刺激しているわけである｡

500-565nm辺りの緑の単光色と､625-780nm辺りの赤の単光色が重ね合わさって我々の目に届いた場合､同じようにM錐体とL錐体を刺激することになる｡

つまり､黄色の単光色と､緑の単光色+赤の単光色からなる複光色と近似的な刺激になるというわけである｡

シアンも黄色と同様である｡シアンは490nmから520nm辺りだと言われている｡

マゼンタの場合､単光色が存在しない｡ちなみに｢紫｣は単光色として短波長に存在する｡右の表の順番をみてわかるように､黄色は緑と赤(橙)の間にあり､シアンは青と緑の間にある｡しかし赤と紫は離れすぎている｡

つまり､マゼンタはスペクトル上には存在せず､混色によってのみ作ることができる色というわけだ｡

マゼンタだけではなく､ピンクや茶色も混色によってのみ作ることができるそうだ｡ピンクは赤と白の光を混ぜ合わせることで､茶色は赤と緑の暗めの光を混ぜ合わせることによって作ることができる｡

色鉛筆の代表的なセットは12色であり､虹の七色(赤､橙､黄､緑､水､青､紫)とピンクに茶色､黄緑､さらに白と黒を加えたものがよくある｡これを色の基本色と仮定することができるかもしれない｡

白色は赤､緑､青を混ぜ合わせることによって作ることができる｡黒色の光は作ることが難しいだろう(光のない影こそが黒色である)｡

同時的加法混色､並置的加法混色､経時的加法混色の違いとはなにか

加法混色の分類を図にするとこのようになる｡

同時的加法混色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

具体例:店舗や舞台の照明(スポットライト)など｡マクスウェルの実験(1860)が有名｡カラーテレビ(ブラウン管)なども例として挙げられることがある｡

赤い光と緑の光が重なった部分がなぜ黄色に見えるのか｡

単独では赤に見える色刺激と緑に見える色刺激が｢網膜の同一部分に入射し､興奮の加重が見られるから｣だという｡先程みたように､網膜の錐体細胞などに同時的に刺激が受容され､さらに脳がそれらの受容の比率を解釈(計算)することによって｢黄色だ｣という知覚が生じるわけである｡黄色い色が見えているというより､波長の比率を脳が解釈し､｢黄色い色｣として脳がイメージとして新しく生み出すのである｡違う動物では違ったように生み出される｡色盲の人では同じ人間でも違ったような色が構成されるのである｡

並置的加法混色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

具体例:新印象派の点描画､織物など｡

点描画における加法混色

セガンティーニの絵画では､点描画という手法がとられている｡小さな点や筆触を隣接させて描き､観察者の目で色が統合されて新たな色や光の効果を知覚させる絵画技法のことである｡

たとえば空の色は青系､白系､灰色､紫などさまざまな色が使われているが､それらを完全に重ねるのではなく､並置的に描いていくのである｡そしてそれが｢全体としては混ざったように見える｣わけである｡

並置的加法混色のポイントは､遠くから見れば見るほど混ざったように見える(あるいは見えてしまう)という点である｡近くで見れば混ざったようには見えない｡たとえば山も遠くから見れば微細な違いは捨象され､｢緑色｣に見えてしまう｡

大抵の場合はかなり微細に配置されているので､我々の脳はそれらを別々であると認識することが難しい｡脳の処理には限界がある｡もし､すごく目が良く､脳の処理も高性能な動物がいる場合は､分離したまま知覚することも可能だろう｡我々が顕微鏡で先程の絵画を観察するようにである｡

なぜインク(絵具)なのに加法混色なのか､と疑問に思うかもしれない｡たしかに絵具は特定の光を吸収し､残った光を反射している｡絵具の段階で､すでに他の色が混ざっているかもしれない｡たとえば白と青を混ぜて､明るい青として売られた絵具を使う時点で減法混色であるといえる(白単体よりも､光の反射率=明度が下がっている｡青いインクの時点で､緑や赤を吸収し､光源の明るさが下がっている)｡

しかし､｢明るさが減らされて残った光｣は反射し､我々の目に光として届くのである｡青のインクと白のインクが微細に並置されて描かれていけば､｢残った光同士｣が混ぜ合わさったように我々には知覚されるというわけである｡ただし､先程確認したように､このプロセスはカラーライトの組合せのような輝度の加算はほとんどない｡波長の(視覚的な)混ざりあいが重要になる｡

ディスプレイにおける並置的加法混色

並置的加法混色はスマホでも用いられている｡しかしそれらはあまりにも微細で細かく､人間には区別することが難しい｡

たとえばiPhoneの解像度が2,532 x 1,170ピクセルだとすれば300万近くのピクセルがあることになる｡1ピクセルに３つのサブピクセル(RGB)があり､1ピクセルの色を自在に変化させているのである｡つまり､およそ900万ものひとつひとつの光の色を並置させて色を混色しているといえる｡※もちろんデバイスによっては､必ずしもその限りではない｡

顕微鏡で見たら赤､緑､青が並んでいるだけだが､人間の目では微細な違いがわからずに白色として脳で構成する｡

カラープリンターの網点なども同じく並置加法混色である(減法混色も生じている)｡※ちなみに､カラーテレビ(いわゆるブラウン管､昔のテレビ)は並置された各RGB自体が発光するわけではなく､RGB(蛍光体)にビームをあてて発光させるため､空間での光の重なりが大きくなる｡それゆえに同時的加法混色の例としてカラーテレビは挙げられることが多い｡ディスプレイの場合はバックライトが必要な場合と必要ではない場合があるが､どちらも空間における物理的な重なりは小さい｡

経時的加法混色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

具体例:色円盤､高速LEDなど

中間混色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

なぜ並置的加法混色(空間による混色)と経時的加法混色(時間による混色)が｢中間混色｣と言われるのか｡

どちらの混色も網膜上での興奮の加重という意味では同時的加法混色と同じだが､分光分布が各色刺激の分光分布の｢平均値｣となるからだという｡たとえば赤の色が輝度10､緑の色が輝度10だとする｡同時的加法混色では10+10で輝度が20になる｡しかし､中間混色では(10+10)/2で10になるというわけだ｡

※正確な計算方法ではなく､説明のために過度に単純化したものである｡時間的なズレや空間的なズレによって脳に刺激が届くあり方が変化し､脳はそれらを混合する過程で単純な足し算ではなく素材の平均的な知覚を構成するのだろう｡

グラスマンの加法混色の法則とは

ドイツの物理学者であるグラスマンは､グラスマンの法則を提唱したという｡

複雑な数式は省略すると､｢加算の法則･比例の法則･結合の法則｣の３つが色彩学では重要になる｡

加算の法則とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

【1】加算の法則:｢混合色の輝度(明るさ)は､成分色の輝度の和に等しい｣という法則｡

これはわかりやすい｡赤色の輝度が10､緑色の輝度が10ならば､その混色である黄色の輝度は20になるというわけだ｡赤色の輝度10と赤色の輝度10を足し合わせても輝度は20になる｡

たとえばペイントソフトで赤同士(75,0,0)を足して(150,0,0)にすると明るくなっていることは明白にわかる｡

※ただし､ペイントソフトで赤と緑を加算レイヤーで足して(75,75,0)にしたとき､その黄色が明るくなるか､見えるかどうかというのは実は個人的には難問だった｡ちなみに明度(HSVにおけるV)は29%のまま変化していない｡しかし明度と輝度は同じではない｡この問題については明度の動画でいずれ扱う予定である｡

比例の法則とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

【2】比例の法則:等色している色の両方の輝度に､同じ数値を乗じても除しても､等色関係は保たれるという法則｡※たとえば2:2が4:4になっても､3:3になっても､1:1だという比率は変わらない｡

等色とは､違う光でも人間の目には同じ色に見えることである｡ようするに､同じ色に見えていた２つの光の両方を光を明るくしたり暗くしても､見た目の色合いは変わらないという法則のことである｡

波長の比率が違ったり､単光色か複光色の違いがあれば､全体としては｢違う光｣である｡しかし､人間の目に同じ刺激の比率として届き､脳で解釈する過程で｢同じ光｣として認識され､｢同じ色｣として知覚されてしまうというわけである｡昨日買ったケーキと今日買ったケーキも､同じ種類のケーキなら我々は同じ味だと感じるようにである(すこし比喩としては違うが､組成が違うが味は同じという意味では似ている｡また､砂糖を甘味料で合成して実現させても､人間が認識できなければ同じ味である)｡

仮に物理的に光の強さや組成が両方違っていたとしても､人間の目に見かけ上同じ色に見えていれば等色である(同じように錐体細胞が刺激され､脳が同じだと解釈するからだ)｡

そして等色関係にある2つの色がさらに同じだけ光の強さを増しても､その等色関係は変わらないというわけだ｡

もし映画のマトリックスのように､全てがプログラムコードでできていたとしても､錐体細胞を同じように刺激し､脳が同じように解釈するならば､現実に目の前にリンゴがなくとも､リンゴがあると我々は知覚してしまうのだ｡

結合の法則とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

【3】結合の法則:等色になっている2つの色は､別の色と混ぜるときも同じように働くという法則のこと｡

例:赤と緑で作った黄色と､黄色の単色光が等色なら､どちらも青と混ぜたとき､同じ色(白色)に見える｡等色の色は｢お互いの代わり｣として使える｡どちらを使っても最終的に見える

色は変わらない。

さいごに

次回の予定

次回はおそらく減法混色を扱う予定｡

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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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

色の三属性とはなにか

色を把握するための基礎理解マップ

色彩理論を学ぶ理由は抽象的にいえば｢さまざまな色を自由に使いこなしたいから｣だといえる｡より具体的なステップとして､まずは｢ある色が､どのような色かを言語化する｣という作業が重要になる｡

たとえば上のような画像の色を見た場合､あなたはなんと言語化するだろうか｡

もし明確に言語化できれば､適したアナログの絵具や適したデジタルカラーを選び取ることが可能になる｡色彩理論を学ぶということは､｢色に関する語彙力｣を増やすこと､｢色に関する言語化能力｣を高めることでもある(言語体系として知ることでもある)｡

色に関する言語化能力を学ぶための基本知識として､｢色の三属性｣がよく挙げられる｡すべての応用知識の基盤となるものである｡もちろん､そもそも｢色｣とはなにか､｢光｣とはなにか､｢なぜ色を知覚できるのか｣という基本知識のさらに前提知識も存在する｡前提知識については今までの第１回から第５回までで扱ってきたのでぜひ参照してほしい｡ただし､いきなり第六回からはじめても問題はあまりない｡

図にするとこのようなイメージとなる｡

今回は｢色の三属性｣の基本を扱う｡次回以降は色相に関連する要素を右の図のように派生させて扱っていこうと考えている｡

色の三属性とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

｢色の見え方｣は基本的にこの色の三属性によって左右される｡｢あの色はなんだろう｣という問いが生じた時にまず考慮すべき要素であるといえる｡

ただし､色の三属性以外にも色には特有の属性があると主張する人がいる｡

持続性､大きさ､形､位置､肌理､光沢､透明､揺れ､主張性､顕著性などさまざまな要素が挙げられる場合がある｡

色相とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

可視光などの光学の知識については第二回の動画を参照してほしい｡我々が｢あの色は赤色だ｣とか｢あの色は青色だ｣と単純に表現するとき､それは色相のみを言語化していることになる｡

可視光はおよそ380nmから780nmの範囲である｡たとえば｢1nmごとに色が変化した｣と人間が認識できるとすれば､色相は400個あることになる｡

しかし多くの人間はそこまで正確に色相を把握していない｡もっとも簡易的な色相の分類は｢虹の七色｣だろう｡もちろん､七色を何色と表記するかなどは国によっても異なる(5色や6色とする場合もある)｡

上の図は第二回で扱ったものであり､可視光を便宜的に七色に区別したものである｡

色彩学においてどこまで色相を分けるかという問題は､｢どの表色系を用いるか｣という問題と関連している｡

たとえば有名なマンセル色相環では､色の基本を赤､黄､緑､青､紫の五色とし､それぞれの中間色をさらに５つ補完し､大まかな10色相が設定されている｡そもそも基本の三原色をどの色相にするかについても議論がある(理論的な議論というより､実際的な議論ではあるが)｡今回はそうした色相の応用の話は扱わない｡

明度とはなにか

たとえば上の色は同じ色相だが､明るさだけが異なる｡

ここで重要なのは､同じ色相でも違う色があるということである｡明るい赤と暗い赤は同じ色相ではあるが､同じ色ではない｡

同じように､彩度がすこし違うだけでも違う色として扱うことができる｡たとえば色相が３つでも､明度と彩度を10段階で区別すれば､300色のパターンができる｡もちろん､どれほど違えば違う色として認識するのかという問題はある｡

物体が白から黒の中､いわゆるグレースケールにおいてどの程度に心理的に感じるかという点が明度では重要になる｡よく光を反射する物体ほど､一般には明度が高くなり､その程度は｢反射率(0~100%)｣で表現される｡たとえば林檎の色の明るさには明度が用いられるが､｢輝度(luminance)｣は用いられない｡輝度(cd/m² )は光そのものの物理的な強さを示す指標だからである｡照明などでは輝度が単位として用いられる(そして明度が用いられない)｡

※明度などの用語については別の記事で詳細を扱う予定である｡

彩度とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

より専門的には｢全体の明るさに対する色みの割合｣を意味する｡たとえば白や黒､灰色は無彩色であり､かつ色相を感じない色である(明るさは感じる)｡※彩度についてはいずれ別の記事で詳しく扱う｡

それぞれの色の波長が全体にバランスよくまざっていればいるほど無彩色に近づく｡その無彩色が明るければ白､暗ければ黒､中間なら灰ということになる｡

もし波長がバランスよく混ざらず､特定の波長が多ければ多いほど､その波長の色の鮮やかさは上がりやすいといえる｡彩度(chroma)の類似した用語に飽和度(saturation)や純度(purity)がある｡飽和度は彩度と同様に心理的な鮮やかさの感覚的度合いであり､純度は物理的なスペクトル分布の偏りを意味する｡

(3)次回の予定

次回の予定

おそらく｢三原色｣について扱う予定｡同時に､加法混色と減法混色､そして着色材混色についても扱いたい｡

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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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

※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｡

視覚系の解説Ⅲ

色覚説とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

第三回では光を受ける過程である｢入力部(網膜より前)｣､電気信号として受け取る過程である｢伝達部(視細胞まで)｣､情報を調整する過程である｢中継部(神経節細胞まで)｣､脳内で解釈する過程である｢処理部(視覚野まで)｣の４つにわけて説明した｡

【第三回基礎色彩学】視覚系とはなにか､解説

第四回では入力部における各錐体の詳細を学んだ｡たとえばS錐体､M錐体､L錐体とわかれており､それぞれの視細胞ごとに光の受容度が異なることを学んだ｡また､桿体では色の識別ができず､明暗の状況で桿体と錐体では活動の程度に違いが出ることも学んだ｡

たとえば｢網膜の錐体細胞｣に特化した説明にはヤング=ヘルムホルツ説(三色説)やヘリングの反対色説(四色説)がある｡いずれも外側膝状体や大脳視覚野のような中継部や処理部がまだ明確になっていない一九世紀の頃の説明である｡

現代では三色説と四色説を段階に分けて説明する理論が主流である｡それぞれ説明していく｡

ヤング-ヘルムホルツの三色説とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

トマス･ヤング(Thomas Young,1773年6月13日 – 1829年5月10日)の説をヘルマン･フォン･ヘルムホルツ(Hermann von Helmholtz, 1821年8月31日 – 1894年9月8日)が発展させたもの｡

ヤングがまず最初に､｢三つの受容体がある｣と理論的に仮定した｡当時､錐体細胞や桿体細胞は生体学的にはまだ確認されていなかった(形態学的な確認にとどまっていた)｡

色の三原色現象の観察はすでに知られていた｡たとえば赤と緑を足すと黄色に､赤と青を足すとマゼンタに､青と緑を足すとシアンになることが､光の組み合わせで実証されていたのである｡それゆえに､｢全ての色は三つの基本的な成分で作られている｣と仮定されていたのである｡ヤングはそれらを基本に､｢三つの光受容体｣という存在を仮定したわけである｡

絵にするとこのような混色イメージとなる｡この色現象が生じるメカニズムが､どうやら網膜にあるのではないかとヤングは推測したわけである｡

具体的には網膜には｢赤に敏感な受容器｣､｢緑に敏感な受容器｣､｢青に敏感な受容器｣の3種類があると推定されている｡

もし三種類の受容器が同時に働けば｢白｣を感じ､二種類が同時に働けば黄色､シアン､マゼンタを感じるというわけである｡たとえば(簡略化して考えると)茶色は､赤と緑の受容器が同程度に小さく反応したもの(明度が低い)といったように考えることができる｡

ヤングのこうした三色説の仮説を実験で裏付けようとしたのがヘルムホルツである｡たとえば赤･緑･青の単色光を用意し､それらを組み合わせて被験者に何色か聞いていくのである｡光の強さや比率を測定し､色の心理的混色が定量的に説明できることを示していったという｡

このような実験によって､色覚異常の人は特定の受容体が弱かったり､欠損しているという説明を行うことができる｡たとえば赤い受容体が欠損している人は､赤に関連する色覚は生じず､赤色色盲者だというわけである｡彼らはピンク､オレンジ､茶色などに関連する色覚が生じにくく､赤と緑の区別も難しくなるというわけである｡

ヤング-ヘルムホルツの三色説は混色による等色実験結果と一致しており､色覚異常も説明することができる｡

しかし､色対比や色残像､ベツォルト･ブリュッケ現象などを説明できない欠点がある(各用語については別の記事で説明予定)｡

ヘリングの反対色説(四色説)とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

ドイツの生理学者であるエヴァルト･ヘリング(Ewald Hering,1834年8月5日 – 1918年1月26日)によって提唱された｡

なぜ赤と緑､青と黄色の組み合わせなのか｡

たとえば右のような黄色をイメージしてほしい｡黄色がどの色の組み合わせからできているか､明確にイメージできるだろうか｡

青と緑で青緑になることはイメージできるが､赤と緑で黄色になることはイメージしにくい｡黄色を見ても赤と緑を感じることはむずかしく､知覚上､黄色はそれ以上分割できない純粋な色知覚であるとヘリングは考えた｡

青の光と黄色の光を組み合わせると､白色になる(加法混色)｡しかし白色から青と黄色の色をイメージすることはできない｡

それゆえに､それ以上分割できない色は赤､緑､青､黄色だということになる｡色の明るさを担当するのは白-黒物質だとされている｡ピンクはどうなのか､オレンジはどうなのかという疑問があるかもしれない｡しかし､それらの色は上記の四色によって表現可能であり､かつイメージが可能である｡

たとえば｢赤-緑｣視物質に光が当たると､それらが合成されて同化作用を起こすか､分解され異化作用を起こすという｡

もし赤い光が｢赤-緑｣視物質に当たると､同化作用が生じ､｢赤｣として知覚されるという｡｢青-黄｣視物質に赤い光が当たっても､何の作用も生じない｡

｢白-黒｣視物質に赤い光が当たると､その光の強さが大きい場合は同化作用が生じ白色が､小さい場合は異化作用が生じ黒色が知覚されるということになる｡

たとえば｢赤い強い光｣の場合は､赤色に同化作用､白色に同化作用が生じ､｢明るい赤色｣として知覚されるということになる｡もちろん､１か０かではなく同化と異化にはグラデーションがある｡

白い光の場合は｢赤-緑｣と｢青-黄｣視物質は､同化と同時に､同程度に異化が生じるという｡赤､緑､青､黄色が同程度に､かつ同時に感じられ､かつ｢白-黒｣視物質は同化作用が生じるために｢明るい白色｣として知覚されるというわけだ｡

黒色では｢白-黒｣視物質に異化作用が生じており､灰色では同化と異化が同時に､同程度に生じているということになる｡

図にするとこのようなイメージになる｡

ヘリングの反対色説は補色や色対比を説明できるという利点がある｡補色残像とは赤色を長く見つめたあとに白い壁を見ると､緑の残像が見えるような現象を指す｡

｢赤-緑｣視物質の片側が優位になった状態から､その後に平衡を保つため､反対側が反動的に優位になるから､という説明がこの現象に対して可能になる｡ヤング-ヘルムホルツの三色説では上手く説明できなかったので､その点では優位であるといえる｡

一方で､ 光の混色実験結果(加法混色)とは合わなかったり､色覚異常の説明が難しいという難点がある｡

ヘリング説では黄色は青-黄物質の｢黄側の異化作用｣によって知覚されるということになる｡しかし､光の混色実験では赤色の光と緑色の光が加法混色されることによって黄色の光が生じるように見える｡ここで重要なのは赤､緑､青は他の色との混色によって作れないが､黄色は赤と緑の混色によって作れてしまうという点にある｡

ヘリングはあくまでも｢色覚の知覚現象｣を説明するという点に絞っており､光の物理的混色の実験結果とは別問題であると考えていたようだ(赤と緑が合わさって物理的に黄色になるかもしれないが､それらが合わさっているようには感じないというわけだ)｡

ヘリングが考えた反対色に基づくカラーサークル(色相環)がこちらである｡

緑より黄色寄り､赤より青寄りなど､簡易的なグラデーションを把握することができる｡

ハーヴィッヒ=ジェームソンの反対色過程説とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

アメリカの心理学者夫妻レオ･M･ハーヴィッヒ(Leo M. Hurvich) とドロシー･ジェームソン(Dorothea Jameson)によって1950年代に提唱された｡

ヤング=ヘルムホルツ説(三色説)やヘリングの反対色説(四色説)は｢網膜にあるなんらかの受容体｣の一つの段階に特化した説明であった｡

ハーヴィッヒらの説明では､色処理を第一段階と第二段階に分けている｡第一段階では､錐体応答の組み合せにより､心理的に赤･緑･黄･青に相当する表現が得られるとされる。

第二段階では網膜外の､視神経中枢のどこかに三対の反対色過程があると考えられている｡赤-緑チャンネル､黄-青チャンネル､白-黒チャンネルの３つである｡

第一段階は光を受容するという｢入力(受容)の仕組み｣であり､第二段階は｢出力(処理)の仕組み｣という階層構造になっているのである｡この2段階処理によって､光の物理的混色と知覚的対立現象の両方が説明できるとしたわけである｡ハーヴィッヒらの説明は｢段階説｣というより､ヘリングの反対色説の裏付けとして説明されることが多い｡たとえば池田光男さんはハーヴィッヒらの説明を厳密には反対色説ではなく段階説であると位置づけている｡｢折衷説｣と表現される場合もある(ラッド=フランクリンの発生説も同様)｡

ハーヴィッヒらはヘリングの仮説を検証するために､キャンセレーション法という手法をとったという｡キャンセレーション法とは､ある色を､反対の色で打ち消して色が消えるかどうかを調べる実験のことである｡

たとえばある人に黄緑色の光を見せて､｢この中の緑っぽさが消えるまで赤い光を足してください｣と言うとする。赤い光を少しずつ加えていくと､やがて緑っぽさがなくなったと感じる瞬間がある｡このときに必要だった赤の強さが､その人の緑チャンネルの強さを表すのである｡このようにして､人間の反対色チャンネルの働きを定量化するのである｡

ちなみに錐体レベルで三色説が､双極細胞や神経節細胞､大脳レベルにおいて四色説が成立することを発表したのは別の学者である(スベーチヒン､マックニコル､ボインストン､ウォルラーヴェンなど)｡

極めてざっくりと流れを整理すると､1850年代にマックス･シュルツェが錐体と桿体という名称を用いて､細胞を区別した(視細胞層に形態の異なる2種類の細胞が存在することを明確に報告､形態的発見)｡スベーチヒンは1956年に魚の網膜で錐体細胞の機能を明らかにした(魚の網膜で錐体細胞の生理学的応答を世界で初めて直接測定,生理学的確認)｡1986年にネイサンズ(Jeremy Nathans)によって､ヒトの錐体色素の遺伝子を特定するという手法がとられた(遺伝子学的同定)｡

ウォルラーヴェンとブーマンの段階説とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

最初に｢段階説｣を唱えたのは､ドイツの心理学者であるゲオルク･エリアス･ミューラー(Georg Elias Müller)であるとされている｡時期は1924年である(『Darstellung und Erklärung der verschiedenen Typen der Farbenblindheit』)｡

ここでいう段階説とは､網膜の視細胞視物質レベルに｢三色説｣を､視細胞からの伝達過程に｢反対色説(四色説)｣をとり入れた説のことである｡

ただし､錐体細胞などの神経細胞の発見はまだされておらず､色覚の処理が複数の段階で行われることを示す理論を提案したにとどまっているといえる｡

現代において多くの書籍において最新の色覚説とされているのがウォルラーヴェンとブーマンの段階説である(P.L. Walraven と M.A. Bouman による論文「Fluctuation theory of colour discrimination of normal trichromats｣,1966)｡

ミューラーやハーヴィッヒらとの違いは､生理的なレベルで実証的にモデル化したという点だろう｡

ウォルラーヴェンらの理論を図にしたものがこちらである｡

この段階説ではR,G,Bの数はそれぞれ10:10:1と考えられており､B(S錐体)は明るさへの寄与が少ないとされている｡また､明るさの感覚はR,G,Bの出力の合成によるものとされている｡

そして､R-GチャンネルとY-Bチャンネルのいずれかが優位かによって､知覚される色が決まるとされている｡

｢色彩工学入門｣(2007)の書籍では､このような図が用いられている｡

ウォルラーヴェンらの図と異なり､S錐体からの明度に関する接続がないという点がポイントである｡光覚閾値や明るさの感度はほとんどM錐体とL錐体で決まるとされているのである｡また､生理学的には最下段が桿体と三つの錐体､上位が水平細胞､双極細胞､アマクリン細胞､神経節細胞などに対応すると説明されている｡

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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

参考論文

池田 光男｢色覚のメカニズム｣(1971)[URL]

北原 健二｢色覚の成り立ちと色覚検査法｣(2003)[URL]

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つにあると仮定し､このシリーズは｢色彩｣に位置する｡※体系に関する詳細は第一回を参照｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

色を理解することで視覚的･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この動画シリーズでは目指す｡

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｡

視覚系の解説Ⅱ

S錐体､M錐体､L錐体とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

前回学んだように､光が角膜などを通って網膜の一番奥に到達すると､人間は光を感じることができる｡

そこから視神経を通って大脳などで処理されることによって､光を解釈し､｢林檎の赤色｣などを認識することが可能になるのである｡

視細胞は錐体細胞と桿体細胞に分かれることを前回学んだ｡

【第三回基礎色彩学】視覚系とはなにか､解説

錐体はいわば｢色に特化したセンサー｣であり､桿体は｢光の強さに特化したセンサー｣であるといえる｡錐体は単純化していえば｢赤･緑･青の３つのセンサー｣である(厳密には三色に対応しているわけではない｡この点は後で扱う)｡長い波長なら､赤のセンサーが強く反応し､短い波長なら青のセンサーが強く反応するのである｡

一方､桿体は光が強いか､弱いかという判別のセンサー(グラデーションはある)であり､色を識別することはできない｡錐体も光の量も識別することが可能だが､暗いところではあまり機能せず､明るいところでも錐体自体の数が少ないので十分ではない｡

網膜には約600~700万個の錐体があるといわれる｡このうち､L錐体とM錐体が大多数を占めており､S錐体は１割以下だという｡

さらに､S錐体は錐体が集まる中心窩にはほとんど存在せず､周辺に多く分布するという｡それゆえに､青系の色は細かく識別しにくいというわけだ｡

L､M､S錐体は昔は赤錐体(R錐体)､緑錐体(G錐体)､青錐体(B錐体)と表現されていたという｡しかし､L錐体のピークが赤ではなく黄緑であることなどが理由で使用されなくなったという｡

また､錐体は単体で光の波長そのものを識別しているのではないという｡特定の錐体だけで､｢赤がきた｣､｢青が来た｣と識別しているわけではない｡錐体は｢光の量を数えるセンサーつきのカウンター｣であり､L錐体は長波長の光の量を多く数えるにすぎず､他の細胞の調整や大脳の処理を通して､複数の錐体の反応を脳が比べることで｢赤い｣という認識が生じるのである｡

錐体細胞は｢光を受け取った数を数えるバケツ｣であると仮定するとすこしわかりやすい｡S錐体が10､M錐体が30､L錐体が60の光を受け取ったとする｡しかしこれだけでは合計100の光を受け取っただけである｡

｢赤色｣と認識するためには､｢どうやらS錐体から受け取った量がL錐体よりは少ないぞ｣といった｢比較｣が重要であり､この差異の信号によって色の認識が形成されていくのである｡もし光の量が半分になったとしても比率が変わらなければ似た色として認識することが可能である(5,15,30など)｡

色相は変わらないが明度が変化するわけである｡言い換えれば､バケツにたまる光の量は少なくなるが､SMLの各バケツにたまる割合は変わらないというわけである｡1つのバケツだけでは比率が不明であり､割合をもたず､色をうまく構成できない｡

分光吸光度とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

光子を吸収する数が多いほど､分光吸光度は高い｡たとえばS錐体はおよそ420nm､M錐体は530nm､L錐体は560nm付近に光吸収のピークがある｡桿体は500nmあたりの波長をいちばんよく吸収する｡先ほど述べたように､あくまでもバケツに光を溜め込むようなイメージであり､｢量｣の段階である｡吸収したからといって即座に色を感じるわけではない｡

それぞれの視細胞における視物質分光吸光度を図にしたものがこちらである｡

分光感度とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

視物質の分光吸光度は角膜などの影響を受けないものとして､視物質そのものの吸光度を分析していると考えるとわかりやすい｡それに対して分光感度は､角膜などの視覚系全体の作用を考慮したうえで､どのように光を感じるかを示した度合いのことである｡特に黄斑色素は分光透過率を短波長領域において下げるような作用があるという(青系の感度が視物質単体よりも弱まる)｡

したがって､分光吸光度と分光感度の図は微妙に違う｡

視物質の吸光度に比べて短波長領域での値が低く､ピークも多少長波長側にずれている｡全体的に右にずれるイメージである｡

ロドプシンとはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

桿体細胞は外節､内節､核､シナプス末端に分類され､ロドプシンは外節のディスク膜といわれる箇所にびっしりと積み重なっている｡ここで光を受け取るのである｡

ロドプシンはオプシンというタンパク質と､レチナール(ビタミンAであるレチノールから作られる化合物であり､分子)が結合してできている｡

暗い場所でロドプシンはいわば｢光を待っている状態｣であり､光が当たるとロドプシン内のレチナールの構造が変化する(シス型からトランス型に移行)｡この変化が引き金となり､電気信号が発生する｡この電気信号がシナプス末端からさまざまな要素を通して脳に送られ､処理されることによって｢光が見えた｣と知覚することが可能になる｡

光子を直接吸収するのはレチナールであり､トランス型になったレチナールは一旦､ロドプシンから外れるらしい｡

トランス型になったレチナールは他の場所でリサイクルされ､再びシス型に戻されるという｡これを｢視覚サイクル｣と呼ぶ｡

ビタミンA(レチノール)は肝臓から補給され､レチナールとして再合成されるらしい｡そしてレチナールからロドプシンが再合成されるのである｡

肝臓からのビタミンAが不足すると､桿体機能が低下し､夜盲症になるという｡いわゆる鳥目であり､暗部の視力が著しく衰え､見えなくなる病気である｡

ヨドプシンとはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

ヨドプシンは錐体細胞の外節に存在する｡

ロドプシンと同様に､ヨドプシンもオプシンというタンパク質と､レチナールが結合してできている｡このオプシンを｢フォトプシン｣と呼ぶことがある｡

基本的にロドプシンと仕組みは同じであるが､ヨドプシンの場合は３種類に視物質がわかれている｡S錐体用のヨドプシン､M錐体用のヨドプシン､L錐体用のヨドプシンである｡

上の図は牛のロドプシンであるという｡

ヨドプシンはロドプシンに比べて量が少なく､不安定のために抽出することが難しいという｡

明所視とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

細かくいうと､錐体が主に働くような明るいレベルの視覚のことである｡

明るいところでは桿体細胞ではなく錐体細胞が主に機能している｡

錐体は桿体ほど光に敏感ではなく､網膜全体では桿体の数の方が多い｡それゆえに､光が大量にない暗いところでは錐体細胞は色覚を発揮できず､あまりよく色が見えないというわけだ｡

桿体細胞は光が多すぎると､感度が限界に達して信号が変化しなくなるという｡針が振り切れているのである(レンジオーバー)｡

たとえるなら､充電の容量がマックスの100%となり､｢容量の変化｣に関する情報が生じなくなることで信号が生じないのである｡このことを｢飽和｣という｡たとえばハンバーガーを何十個も食べていると､1個目よりも美味しさを全然感じなくなっているのと似ている｡一方で､錐体細胞は多くの光を連続的に処理できるような仕組みがあり､何十個食べても美味しいと感じるような余裕があるのだといえる｡

暗所視とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

細かくいうと､桿体が主に働くような暗いレベルの視覚のことである｡桿体は光に敏感であり､わずかな光(光子のひとつでさえ)に敏感に反応できるという｡

桿体は錐体と違って色の識別ができないため､暗闇では世界がモノクロになる｡

また､解像度はそれほど高くない｡錐体のように1対1の接続形式ではなく､その多くが信号をまとめて伝えるためである｡

たとえば明かりがほとんどない夜の道では､人の顔の色はわからない｡

ただし､人の顔の形はなんとなくわかり､動きも敏感に察知することができるという｡

極論を言えば､桿体がなくとも明るい場所で物を認識することは可能だといえる｡錐体は色識別だけではなく､光の量の識別も可能だからである｡

ただし､解像度が低いという問題はあるかもしれない(中央だけがよく見え､全体としてはぼんやりする)｡

薄明視とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

明るすぎず､暗すぎないような場所における視覚状態のことである｡たとえば夕方の屋外､街灯だけの道路などである｡

明所視､薄明視､暗所視といったように､視覚状態はグラデーションを帯びている｡暗い場所になればなるほど､色は識別できなくなり､色が薄くみえていく｡

このグラデーションに対して感じ取るセンス､観察するセンスを絵に活かせると表現の幅が広がるのではないだろうか｡自分が描きたい絵はまずどのような明るさのレベルにあるのかを設定し､色の見え方(たとえば明度や彩度)を調整していくという方針をとることができる｡

明所視､薄明視､暗所視という３つのレベルと照度(光の強さ)の対応関係を図にしたものがこちらである｡

明順応とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

たとえば明るいところでは瞳孔は縮み､暗いところでは瞳孔は開くことで光の量を調節する｡代表的な視覚の順応は明順応と暗順応である｡

たとえば暗いトンネルや映画館から明るい外に出たとき､眩しく感じてよく見えなくなるが､徐々に(数十秒くらいで)よく見えるようになることがある｡

暗いところにいると､錐体ではなく桿体が基本的に優位であり､桿体の感度が上がっている敏感な状態であるといえる｡いわば､蓋を全開にして光を待っているような状況である(ロドプシンの感度を高め､分解しにくくし､わずかな信号でも見逃さない状態に入る)｡

その状態でいきなり明るいところに出ると､桿体の感度の限界を超えてしまい､レンジオーバー(いわゆる白飛び)してしまうという｡明るいところでは桿体は感度を落とすことによってちょうどよく普段は見ているのだが､感度を上げた状態を急に落とすことはできない｡調整には数十秒から数分の時間がかかるのである｡この調整のことを｢明順応｣というわけである｡

暗順応とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

明順応が数十秒から数分で完了するのに対して､暗順応は数分から30分ほどかかり､完全に暗さに慣れるためには時間がかかるという｡たとえば明るい室内から外に出て星空がいきなりはっきりと見えるかどうか確かめてみるとわかりやすい｡

たとえば明るいところから暗い映画館にいきなり入ると､よく見えないことがある｡

たとえばプラネタリウムを鑑賞する部屋では､鑑賞の途中で部屋の外に出た場合､部屋の中へ再度入ることを禁止している場合がある｡一旦明るい部屋に出てから暗い部屋へ戻ると､色や形がはっきりと認識できず､転んでしまったりする可能性があるからである｡鑑賞者は暗い部屋で徐々に目を慣らしていて､暗順応が完了しているので問題はないが､途中で出た人は完了しておらず､危険なのである｡

明るい場所では桿体が飽和し､錐体が主に機能する｡いきなり暗い場所に移動すると､桿体は徐々に働き始める｡

しかし､桿体のロドプシンを再合成するためには時間がかかるため､すぐには暗い場所で光量をただしく認識することができないというわけである｡

分光視感効率とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

たとえば錐体と桿体の分光感度を図にすると､右の図のようになる｡

桿体は暗い場所に強いので､全体的に感度が高い｡錐体は感度は低めだが､短波長より中波長や長波長のほうが感度が高いということがわかる｡そしてピークは中波長にある｡

さらに重要なのは､長波長側では桿体と錐体に感度の差があまりないという点である｡

桿体と錐体の感度のピークの差により､相対的な明るさ感に違いが現れる｡この現象を｢プルキンエ効果(Purkinje effect)｣ともいう｡

プルキンエ効果については応用の項目でいつか扱う｡たとえば明所視では相対的に赤や黄が青や紫よりも明るく見え､暗所視ではその逆になるという現象である｡絵を描く際にとても重要になる｡

標準分光視感効率とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

明所視と暗所視の両方を図にしたものがこちら｡測光量を計算するさいに用いられるという｡

(備考)計算式

備考として光量の計算式を取り扱う｡※この辺りはスルーしてもかまわない(私も深く理解できているわけではない)｡

λはギリシャ語であり､ラムダと読む｡∫は積分記号であり､インテグラルと読む｡

S(λ)は光源の分光強度分布であり､波長λの光の強さを関数として表したものである｡

たとえばS(500nm)ならば､波長500nmの光の強さは10といったように出力されることになる｡もちろん､ラムダは必ずしも特定の波長ではなく､さまざまな波長の光が混ざっている｡たとえば白色の光源は長波長も短波長も混ざりあっている｡それらの混合の分布などがラムダとして表現されているのである｡

p(λ)は物体反射率である｡波長λの光が物体表面でどれだけ反射されるかを示す値である｡

たとえば太陽の光が林檎という物体の表面でどれだけ反射されるかなどを考えるとわかりやすい｡たとえば林檎は低波長はあまり反射せず､中波長は中程度であり､長波長は高めというような分布を想定することができる｡

S(λ)とp(λ)を掛けることによって､ある波長λの光が物体を通過して目に届く光の強さを求めることができる｡

たとえば簡易的にS(λ)を３つの長･中･短の波長に分け､それぞれ1だと仮定する｡短では0.2しか反射しないので､光の強さは0.2､中では0.5反射するので0.5､長では0.7も反射するので0.7というふうに計算することができる｡それぞれ足し合わせると､林檎では光の強さが1.4ということになる｡色として知覚されるためには､さらにこの光の強さが各錐体に届き､センサーやフィルターによって識別され､さらに大脳などで処理される必要がある｡

さらにそこから､錐体の分光感度であるl(λ)､m(λ)､s(λ)を掛けていく(上の図にあるように､本当はバーがアルファベットの上にある｡エルバー､エムバー､エスバーのように読む｡ここではCIE標準観測者の分光視感度関数を意味する)｡

l,m,sはそれぞれロング､ミディアム､ショートの略であり､長波長のL錐体､中波長のM錐体､短波長のS錐体を意味する｡

dλとは､波長のごく小さな区間･幅を意味する｡∫は全ての波長にわたって足し合わせる操作を意味する｡

おそらく､定規(dλ,1nmごとなど)で刻んで､それぞれのメモリの反応量を計算し､それぞれの反応量を足していく(∫)ということだろう｡そうすることで各錐体の反応値(L,M,S)がわかるということである｡つまり､長･中･短波長錐体が実際に受け取った光の量がわかるというわけだ｡もちろんここから､双極細胞などを通して修正され､脳によって処理されることによって｢それぞれの光の量の比｣が認識され､｢赤い色の林檎｣が見えるようになるのである｡

色発現が｢光源｣､｢物体｣､｢観察者｣という3つの要素の組み合わせで生じるということを図で表したものがこちらである｡

光源 × 物体 × 錐体の感度 の組み合わせで､各錐体の反応値(L, M, S)が決まるのである｡もちろん色が実際にどう感じられるかはさまざまな器官の処理や､心理学的な変容によって最終的に決まるといえる｡

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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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つにあると仮定し､このシリーズは｢色彩｣に位置する｡※体系に関する詳細は第一回を参照｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

色を理解することで視覚的･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この動画シリーズでは目指す｡

視覚系の基礎知識

最低限の理系の知識はとりあえず頭にいれるべきか

今回は｢視覚系｣を学んでいく｡視覚系とは要するに､｢光を受け取って脳で像として認識するまでの仕組み全体｣のことである｡カテゴリーとしては生物学における｢生理学｣に位置している｡生理学とは生物の体の構造や器官がどのように働くか､機能や仕組みを研究する学問のことである｡

第二回では物理学に位置づけられる光学を学んだ｡前回も述べたが､理系の知識は絵を描くという目的のために絶対必要というわけではない｡

理系の知識があったほうが｢絵を描く技術を理解しやすく､身に着けやすい｣から学ぶのである｡なぜある場面である色を使ったほうがいいのか､ある光を演出したほうがいいか､ある線を引いたほうがいいかという｢理屈｣を体系的に学ぶというわけだ｡

もちろん天才ならデッサンや写生によって体感的にそうした理屈を身につけるか､あるいは理屈ぬきに表現ができてしまうかもしれない｡あるいは天才ではないとしても､理屈よりも実践する(まずは描く)タイプもいるだろう｡

そのあたりは各自の好みということになり､バランスよく反復することが重要だと考える(理屈ばかりが先行して手を動かせなくなるのはよくあるナンセンスだから)｡いくら手を動かしてもある表現を得られないことを痛感したうえで､そこから理屈を追求することが理想的な進行過程といえるかもしれない｡

視覚系の理解は具体的にどう活かせるのか

たとえば人間の目は全ての範囲がカメラのようにくっきりと鮮明に見えるわけではなく､中心だけが鮮明に見えている｡

この理由を知っていることで｢人間の視線を表現した絵｣を意図的に構成することができるだろう｡鑑賞者もまた中心を鮮明に見るという理屈を理解することで､絵を描く際も中心に見せたいものや見せたい色などを配置するという｢構図｣への理解も深まるといえる｡

視覚系の基礎を理解することで､たとえば色の現象として知られている｢プルキンエ現象｣を理解することができ､色づけに対するヒントを得ることができる｡

明るい場所(明所視)では錐体細胞が働き､赤や黄色など長波長の色がより鮮やかに見えるので､赤を他の色より彩度を上げておこうといった工夫が可能になるのである｡他にも老人は灰色と青の区別がつきにくいといった個別のケースへの理解度も高まる｡漫画家を目指す場合は絵のスキルだけではなく､ストーリーづくりのための知識にもなるかもしれない｡

空の青さをどう表現するのか､肌の色をどう表現するかなど､ジェームズ･ガーニーが｢カラーアンドライト｣で述べている難しい説明の理解度も視覚系の基礎理解によって高まっていくのである｡

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言った化学の知識､さらに心理学の知識もその射程となる｡視覚系の話はニューロンやシナプス結合といったように｢そこまで細かく学ぶ必要はないだろう｣と思うことも多いかもしれないので､そのあたりは各自の判断に任せたい｡個人的には複雑な数式や化学式等ではない限り､できるだけ詳細に理解したいと考える｡

視覚系とはなにか

光を受ける過程である入力部(網膜より前)､電気信号として受け取る過程である伝達部(視細胞まで)､情報を調整する過程である中継部(神経節細胞まで)､脳内で解釈する過程である処理部(視覚野まで)の４つにわけて説明していく｡今回は分光感度や順応､色覚メカニズム(三色説や反対色説など)を扱わない(おそらく次回)｡

入力部を学ぶ(角膜､水晶体､錐体､桿体など)

人間の目の構造はカメラと似ている

人間の目の構造はカメラと似ているといわれている｡カメラのボディは｢強膜｣であり､レンズの絞りは｢虹彩｣､レンズは｢水晶体｣､フィルム面は｢網膜｣､レンズの移動は｢毛様体｣にたとえられることがある｡

まずは全体の流れを説明し､その後各用語を説明する方式をとる｡

まず光は｢角膜｣に入射し､｢前眼房水｣を通る｡さらに｢虹彩｣は｢瞳孔｣の大きさを変えて光量を調整し､光は｢水晶体｣を抜ける｡そして｢硝子体｣を通過し､最奥部の｢網膜｣に達する｡これが入力部の流れである｡

角膜とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

光の入射面で屈折を担う主要部分である｡眼球の形を保ち､内部の組織を保護する役目が｢強膜(いわゆる白目)｣と連続している｡ちなみに角膜の絶対屈折率は1.376である(水は1.333､空気はほぼ1)｡

空気と角膜の屈折率の差がいちばん大きく､屈折の大部分は角膜で起こるという｡水晶体の絶対屈折率は1.386と高いが､周りが房水(1.336)や硝子体(1.336)であるために､屈折差がほとんどない(ただし水中では別であり､水晶体が球体に近い形に変形する)という｡もちろん､カーブの形なども光の曲がり具合に影響する｡

そもそもなぜ光を角膜や水晶体で屈折させる必要があるのかというと､光を網膜の上に｢像｣として結ばせるためである｡外から来る光を曲げ､一点に焦点を合わせて鮮明な像を作る必要がある｡

前眼房水とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

眼球の内部環境を維持し､代謝や屈折に重要な役割をもつ｡たとえば角膜や水晶体への栄養供給や老廃物の排出､眼圧(眼球の形を保つための圧力)の維持の役割をもつ｡

虹彩とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

目の色(茶色､青色､緑色)を決めるのは虹彩である｡なぜなら､ほとんどの人の瞳孔は黒色であり､色の変化は虹彩に基本的に現れるからである｡ただし､フラッシュ撮影で赤くみえたり､アルビノ(先天性のメラニン欠乏)の場合は瞳孔が赤っぽく見えたりする｡

一人ひとりの虹彩の形は違うことから､虹彩認証などに用いられている(本人確認などに使う)｡

虹彩の色によって見える色に影響を与えるわけではないという｡ただし､メラニン色素の少ない青い目では光が透過しやすく､眩しさを感じやすいという例はあるらしい｡

瞳孔とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

光が通る入り口｡大きさを変えて網膜に届く光量を調節する｡いわゆる｢絞り｣の役割を果たしている｡動物によってそれぞれ形が異なる｡

瞳孔自体には色はなく､瞳孔を通して奥にある網膜の暗い部分(メラニンという黒や濃い茶色の色素)を見ているために黒く見える｡光はほとんど網膜で吸収され､外へ反射しないために瞳孔が黒く見える(黒い紙に光を当てるイメージ)｡

 暗い場所では拡大し､明るい場所では縮小する｡この調整は虹彩の筋肉により自動で行われる｡

水晶体とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

厚さを変えることで焦点距離を調節する機能がある｡厚くなると近くを見るのに適し､薄くなると遠くを見るのに適するという｡

虹彩の奥､瞳孔のすぐ後ろにある｡透明な組織であり肉眼では基本的に捉えることができない｡

 いわゆる｢二重凸レンズ状｣であり､両面が外向きに丸く膨らんでいるレンズの形をしている｡この膨らみによって光を集めやすく､また変形して距離を調整しやすくなるという｡

水晶体は周囲を｢チン小帯(zonule fibers,ちんしょうたい)という糸のような繊維で支えられており､毛様体筋が緩むとチン小帯が引っ張られ､水晶体が薄く延びる構造になっている｡毛様体筋が収縮するとチン小帯の張力が弱まり､水晶体は厚く丸くなる(いわゆる｢目を細める｣)｡

水晶体の調整は自動で行われるが､加齢によって水晶体が固くなり､厚くしにくく､その調整が困難になるという｡いわゆる老眼である｡

光の集中度が高いと見える像ははっきりし､集中度が低いと見える像ははっきりとしない｡しかし集中しすぎると周りがよく見えなくなる｡本を読むときに全体を見ながら部分に集中することは難しい｡水晶体はたとえていうなら光を集める虫眼鏡のようなものである｡虫眼鏡に集まってくる光を紙に当て続けると燃えることがあるが､それは散らばった光の粒が一点に集中するからである｡小説『蠅の王』では少年がもっていた眼鏡のレンズを用いて火をつけるシーンがあった｡

硝子体とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

眼球の形を保ち､光の通過を助ける機能をもつ｡血管はほとんどなく､栄養は周囲の網膜から受ける｡

たとえば視界に糸くずや蚊のようなものが常に見える症状を｢飛蚊症(ひぶんしょう)｣という｡硝子体の浮遊物が網膜上に影を落とすことで生じるという｡生まれつきであったり､加齢や打撲によっても生じることがあるという｡

｢光視症(こうししょう)｣は光の刺激がないにもかかわらず､硝子体が網膜を引っ張ることで刺激され､光って見えてしまう症状のことである｡稲妻のようにピカッと突然走るという｡加齢などによって硝子体が収縮することで生じることがあるらしい｡

伝達部を学ぶ(視細胞のみ)

入射した光を電気信号に変換し､視神経を通じて脳へ伝える役割を担っている｡

光が入射する側から見ると､網膜は主に神経節細胞､アマクリン細胞､水平細胞､双極細胞､視細胞の順に配列されている｡一旦光が奥まで届いてから順に処理が始まるというわけである｡

光が視細胞まで達すると電気信号に変換され､双極細胞や水平細胞で調整された後､神経節細胞の軸索が束になって視神経となり､視交叉や外側膝状体を経て視覚野へ送られる｡いわゆる｢脳みそ｣で再構成することによって｢見る｣という事態がはじめて生じるのである｡上下左右反転している像が脳みそで整えられ､意味づけされることで我々は｢林檎が眼の前にある｣と正常に認識できる｡

視細胞とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

上の図でいうと青の細長い物体が桿体で､緑の細長い物体が錐体である｡これらの集まりが視細胞である｡

錐体細胞､桿体細胞とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

色の識別はできないが､暗所での視覚を担う｡

※分光感度や三色説は次回以降扱う

錐体は2ミクロン､桿体は3ミクロンときわめて微小である｡倍率150以上の顕微鏡でないと見ることができないという｡

錐体は中央部に多く､桿体は周辺に多いという｡人間の眼には約1億1000万から1億2500万の桿体と630万から680万の錐体があり､圧倒的に桿体のほうが多い｡

中心窩､黄斑とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

中心窩がほとんどが錐体で構成されているのは､もっとも鮮明で精密な視覚(中心視)を得るためである｡中心窩は光がよく届く位置にあるため､暗所視にすぐれた桿体があまり必要ない｡

人間の視野は左右に100度前後あると言われているが､はっきりと見える範囲はわずか2~3度ほどだという｡たとえば本の文字を目で追うのは､中心しかはっきりと見えないためである｡

盲点とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

なぜこの部分に視細胞などがないかというと､網膜上で視神経が大脳へ向かって眼球の外に出る部分だからである｡本来ならば何も見えない点が鼻側の視界に映るはずであるが､両眼で補完し合うために日常生活では気づきにくく､片目であっても脳が補完してしまうという｡

視細胞における電気信号､化学信号について

視細胞においてどのように光の刺激が電気信号に変わり､電気信号が化学信号に変わるのかが理解しにくい｡

まず､視細胞の先端には光子を吸収する｢視物質｣があるという｡桿体はロドプシン(rhodopsin)であり､錐体はヨドプシン(iodopsin)である｡

視物質で光子を吸収すると､視細胞の電位が下がり､電気信号が発生するという(このあたりはやや複雑なので飛ばしてもいい)｡

電位とは要するに高低差のことである｡通常､細胞の内側は少しマイナスで､外側は少しプラスだという(暗いときは内側のマイナスがさらに弱まる)｡イオンの量でそれらが調整されている｡光子を視物質が吸収することで､ナトリウムイオンのチャンネルが閉じ､ナトリウムが入ってこなくなる｡そうすると､内側がマイナスになり､過分極状態になる｡この｢電位が下がる変化｣が電気信号となるという｡この電気信号が視細胞の端に伝わり､グルタミン酸の放出量が変化し､化学信号になるという｡この化学信号が隣の神経である双極細胞に伝わっていくのである(次の項目で扱う)｡

中継部を学ぶ(神経節細胞まで)

光が角膜に入り､さらに網膜まで届く｡この網膜はさらに入射の順から神経節細胞､水平細胞､アマクリン細胞､双極細胞､視細胞と細かくわかれている｡哺乳類の網膜には60種類以上の細胞が存在しているらしいが､今回はこれらの細胞のみを扱う｡

神経節細胞は最初に光を通過する箇所だが､しかしその段階ではまだ機能しない｡実際に機能するのは一番奥の網膜(視細胞)まで光が届き､電気信号及び化学信号に変化してからである(光を感じる受容体はこの視細胞だけである)｡これらの信号が双極細胞に届き､さらに双極細胞が神経節細胞に届き､アマクリン細胞や水平細胞はその補助を行い､最終的に視神経へと信号を送り､盲点から大脳へと信号が送られていくのである｡各用語を説明していく｡

双極細胞とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

視細胞で発生した信号を神経節細胞に送る｢中継役｣である｡中心窩では錐体と一対一で接続し､錐体の情報を分散せずにそのまま神経節細胞に伝えるため､解像度が高くなるという｡右の図のように､複数の視細胞を1つの双極細胞で受信する事が多く､そのため周辺では解像度が低い(ぼんやりとしか見えない)｡

水平細胞とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

視細胞と双極細胞の間で信号を横に調整し､明暗の差やコントラストを強くするという｡

縦方向のメイン経路(視細胞→双極細胞→神経節細胞 →大脳)が光情報を脳に伝える主要な経路であった｡

水平細胞は視細胞からの複数の信号を受けて､それらのコントラストが低ければ強める作業を行う､補助経路であるといえる｡ある信号は弱め､ある信号は強めた形で電気信号として視細胞へ信号を戻す(フィードバックする)のである｡そして視細胞は調整されて戻された信号を双極細胞へ出力していく｡

たとえば本は白と黒のコントラストがあることで､文字を読むことができる｡

双極細胞がなければそもそも｢見る｣ということ自体が成立しないが､水平細胞がなくとも｢見る｣ということ自体は成立するといえる｡しかし､もし目の前の林檎を見る場合､水平細胞が全く機能していないとすれば､右の図のようにぼやけた画像として我々は構成してしまうだろう｡

アマクリン細胞とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

双極細胞から信号を受け取り､時間的･動態的な情報の修正を行い､再度､双極細胞へ戻すという｡たとえば動く物体や明暗の時間的な変化の情報を正確にするという｡さらに､一部のアマクリン細胞は神経節細胞へも出力するという｡

※アマクリンとはギリシア語に由来し､長い軸索をもたないことからきているという｡amaは｢ない｣であり､crineは分泌するという意味である｡

たとえばアマクリン細胞がないと､歩いているときに横から自転車が来るのに気づきにくくなるといえる｡｢動いている｣という認識は時間的な経過を伴うコントラストが重要だからである｡

他にも､突然暗くなったり明るくなったりした場合､その光の変化を正確に捉えることができなくなるという｡ライトの点滅なども正確に認識しにくくなるといえる｡

神経節細胞とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

網膜内で処理された信号を最終的にまとめ､長距離伝達に適した形に変換する機能をもっている｡

双極細胞やアマクリン細胞から信号を受け取る樹状突起や､信号を活動電位として脳へ出力する軸索が存在する｡神経節細胞の軸索の長さは4~6センチほどであり､アマクリン細胞の全体の長さが数十から数百ミクロンであるとすれば､数百倍も長い細胞だといえる｡

神経節細胞が束になっている状態を｢視神経(英:optic nerve)｣と呼ぶ｡

視神経は視交叉を通ったあとは｢視索｣と呼ばれ､｢外側膝状体｣という中継地点へ接続する｡そこから一次視覚野など､いわゆる大脳の後頭葉へつながっていく｡

ちなみに視細胞から双極細胞や水平細胞への情報伝達は､膜電位の大小(振幅)によって行われる｡一方､神経節細胞以降では活動電位が発生し､その発生頻度(周波数)によって情報が伝達される｡

例えると､視細胞→双極細胞では声の大きさのように連続的に情報を伝えるのに対し､神経節細胞以降ではモールス信号のように信号の回数で情報を伝える｡

この方式により､ノイズで情報がかき消される心配が減り､長距離の伝達が可能になる｡つまり､光が｢強さ10だから明るい｣のではなく､｢対応する活動電位が10回発生したから明るい｣という形で情報が伝わる。

処理部を学ぶ(視覚野まで)

視交叉とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

なぜ視交叉で視神経をクロスさせるかというと､視覚情報を左右の視野ごとにまとめるためである｡

右目からは左側(鼻側)の情報と､右側(こめかみ側)の情報がくる｡左目からは左側(こめかみ側)の情報と､右側(鼻側)の情報がくる｡

左の情報と右の情報をまとめるために､それぞれをクロスさせると､視覚情報を左右の視野ごとにまとめることができる｡

左右だけではなく､上下も含めてクロスさせる説明図もある｡

坂井獣医科さんの説明している図を参考に簡易的に図にすると､このようになる｡

水晶体で像が作られた時点では上下左右反転していて､きちんと見えていない｡情報を網膜で整え､視交叉などの場所で整理を行い､視覚野で統合･補正という手間をかけて我々は林檎を目で見ることができるのである｡右の情報は左脳に､左の情報は右脳に集まり､さらに連合視覚野で統合され､まとまった視覚像として認識されるという｡

外側膝状体とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

6層にわかれている｡たとえば下の2層では動きの明暗の変化などを処理し､上の4層では色や形の細かい情報を処理する｡視覚情報の｢郵便局｣のような存在に例えることができ､ここから脳の視覚野に本格的に処理してもらうために､整序したうえで配達するというわけである｡

脳の分類についてざっくりと

細かい説明は省き､ざっくりと駆け足で説明していく｡視覚野は大脳の一部である｡脳は大脳･小脳･脳幹の３つに大きく分類され､大脳はさらに終脳と間脳に分類される｡

終脳はさらに大脳皮質､白質､大脳基底核に分類される｡大脳皮質はさらに前頭葉､頭頂葉､側頭葉､後頭葉などに分類される｡この後頭葉に視覚野の大部分がある(他の大脳にもある)｡

一次視覚野(V1)では輪郭､方向､明暗などの基本的特徴の解析を行う｡二次視覚野(V2)以降の連合視覚野(V3～V5/MT)では色､形､動き､奥行きなどの高度な情報を統合することにより､物体や空間の認識を可能にするという。

視覚野で処理された情報はさらに､高次連合野へ伝達されるという｡たとえば側頭葉の下側頭皮質で形状の識別などの処理を行い､頭頂葉の後頭頂皮質で空間認識や位置関係の処理を行うという｡

前頭葉の運動野や補足運動野と連携して､眼の前にある林檎を見た後に手で触れるという行為につなげていくことができる｡

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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

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つにあると仮定し､このシリーズは｢色彩｣に位置する｡※体系に関する詳細は第一回を参照｡

【第一回色彩学】色彩学とはなにか､解説

色を理解することで視覚的･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この動画シリーズでは目指す｡

光学の基礎知識

絵を描くために最低限の理系の知識はとりあえず頭にいれるべきか

物理学､生物学､化学といった(とくに文系には)難しく感じる知識は｢絵を描く｣という目的のために絶対に必要というわけではない｡私も文系なので､正直とっつきにくい｡しかし知識があったほうが｢絵を描くための知識や技術｣を理解しやすく､身につけやすいといえる｡

なぜある場面である色を使ったほうがいいのか､ある光を演出したほうがいいのか､なぜそのほうが自然かといった現象への解像度(理解度)がぐっと上がるからである｡参考書や絵師の言っていることへの理解度も上がり､自分で考える力もつく｡単に色をスポイトで模倣するだけでは個性や美性は伸びていかないだろう｡

もちろんセンスがある天才は目の前の景色を写し取るデッサンなどの過程でそうしたメカニズムを直観で察知し､身につけることも可能かもしれない(あるいは弛まぬ努力と共に)｡彼らにとって言語化された知識はノイズとなり､むしろ邪魔になる可能性すらある｡

しかしそうではない人は言語化された知識やテクニックのほうが向いているといえる｡もちろん理論と実践の両方が必要であり､そのバランスが重要だと考える｡絵を一種の錬金術､調合術だと考えると､理系の知識とすこし組み合わせやすくなるだろう｡色の組み合わせによって美という黄金を生み出すためには､なんらかの法則を体系立てて理解したほうがいい場合もあると考える｡

光とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

粒子や電磁波の詳細は即座には理解できないし､数式や現象のメカニズムを細かく学ぶ必要は必ずしもないとまずは考える｡この動画シリーズでも扱わない｡そもそもなぜ光を学ぶ必要があるのだろうか｡

まず､色は光があってはじめて目にすることができるものである｡光がまったくない暗闇で色は基本的に知覚されない(幻覚や夢を除く)｡

次に問題になるのは､光は色の知覚にどのように関与しているかである｡光の波長や吸収率､反射率などさまざまな｢光のあり方｣が｢色のあり方｣に関与しているのである｡まずは｢波長｣について理解していこう｡

波長とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

電磁波の高さを｢振り幅｣といい､1秒間に波が繰り返される回数を｢周波数｣という｡波の繰り返しが一回完了するのにかかる時間を｢周期｣という｡

可視光線とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

可視光線は人間の目に見える電磁波であり､その波長がおよそ380nmから780nmの範囲にあるという｡nm(ナノメートル)というのは1ミリのおよそ100万分の1の短さである｡

もちろん電磁波は可視光線以外にもある｡たとえばガンマ線､X線､紫外線､電波､マイクロ波などさまざまな電磁波は目に見えない｡0.01nmから1kmもある範囲で､人間の眼に見えるのはほんのごくわずかな範囲なのである｡

可視光線はさまざまな光源から発せられる電磁波であり､最も代表的な光源が｢太陽｣である｡基本的に太陽の光は様々な波長が(均等に)混じり合った状態であり､白色に近い｡

1666年に物理学者のニュートンがプリズムを使って白色光を屈折率が小さい赤から屈折率が低い紫まで光を分けて観察した実験が知られている｡こうして分光された純粋な光を｢スペクトル｣という｡

可視光の範囲の波長はよく七色に便宜的に分けられることがある｡

国や文化によって区別は異なるが､日本では波長が短い側から順に､紫色､青色､水色､緑色､黄色､橙色､赤色となるという｡

長波長域､中波長域､短波長域の違いとは

それぞれの波長域を｢長波長域｣､｢中波長域｣､｢短波長域｣に分類することがある｡

長波長域はおよそ780~600nmであり､赤色や橙色である｡屈折率は小さく､回折はしやすく､散乱はしにくい｡中波長域は600~500nmであり､黄色や緑である｡明るさを最も人間が感じやすい範囲である｡短波長域は500~380nmであり､青や紫である｡屈折率は大きく､回折はしにくく､散乱はしやすいという｡

赤外線､紫外線とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

波長範囲はおよそ780〜1mm｡リモコン､赤外線カメラ､通信などに利用されている｡たとえば遠赤外線は特に熱を感じさせやすく､床暖房などに用いられている｡

波長範囲はおよそ10～380nm｡日焼けや殺菌などに使用されることがある｡

赤外線よりも長い波長には電波などが､紫外線よりも短い波長にはX線やガンマ線がある｡電波はWi-Fiなどの通信やテレビの放送に用いられ､X線やガンマ線は医療などに用いられている｡

分光分布

分光分布とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

太陽光･白熱灯･LED･蛍光灯･炎など､光源ごとの特性を定量的に比較する際に使われるという｡たとえば太陽光にはどのような色がどれくらいの配分で混ざり合っているかを知ることができる｡

白熱電球の分光分布

白熱電球はトーマス･エジソンが炭素を発光させて実用的な電球を開発したことで知られるものである｡

代表的なタングステン電球は｢黄色っぽい光｣である｡ただし､2010年代からは寿命が長く消費電力が小さいLED電球への置き換えが進んでいったという｡LED電球は白色の光も黄色の光も両方の表現が可能である｡車のライトなどで使われるハロゲン電球はタングステン電球よりは白色に近い｡

LED電球(白色)の分光分布

こちらは各家庭で一般的な白色のLED電球の分光分布のイメージ図である｡

いわゆる部屋の明かりはこのような色が多い｡家庭によってはあえて黄色っぽいLED電気球を利用することもあるだろう｡

飲食店では料理を美味しく見せるために黄色い光を､塾やオフィスなどでは集中させるために白い光を基本的に使用するそうだ｡蛍光灯なども利用される場合があったが､現在では基本的にLED電球が主流となっている(蛍光灯や白熱電球は基本的に生産が終了している)｡時代ごとに光の表現をする場合にポイントになるかもしれない｡

ナトリウムランプの分光分布

トンネル内の道路照明などではナトリウムランプが使用されているという｡

特定の波長(589nm,589.6nm)しか発生しないオレンジ色の光であり､エネルギー効率がきわめて高いという｡虫が寄り付きにくい､視認性が高いなどのメリットがある(ただし青色は見えにくくなる)｡現在ではナトリウムランプもまたLED電球に置き換えられつつあるという｡※ただし､一般道路では低圧よりも高圧ランプのほうが使用されており､色の認識がより可能になる｡

その他にも光源として｢ネオンガス｣を用いるさまざまな色のネオンランプがある｡ただし､最近では｢発光ダイオード｣に取って代わられてきているという｡小物では時計などのバックライトにシート状の消費電力が低い｢ELランプ｣が用いられている｡

光の反射･吸収･透過･物体色

分光分布に関連する反射･吸収･透過をそれぞれまずは定義していく｡

物体の反射率とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

たとえば白色の紙はほとんどの可視光を反射する高反射率(低吸収率)の性質があるが､黒色の紙はほとんどの可視光を反射しない低反射率(高吸収率)の性質がある｡

物体の吸収率とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

光が物質内の分子や電子に吸収されることで熱などに変換されるという｡例えば青い紙は赤や

緑の波長の光を吸収し(反射せず)､青の波長の光を吸収しない(反射する)｡

物体の透過率とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

透明や半透明な物体で重要になる｡たとえばガラス窓は可視光を9割以上通過し､ほとんどの光は反射･吸収されない｡ほんのわずかな光がまんべんなく反射されるゆえにすこし白っぽく見えるのだといえる｡

物体色とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

細かい哲学的なことを省けば､基本的に人間が存在せずとも､ある物がどの光をどれほど反射するかといった性質は決まっている(人間の外部に存在する)｡

たとえば林檎はある波長の光(たとえば約620〜700nm)をよく反射する物質なのである｡もちろんそうした光の反射によって生じる色を何色と感じるか､どう感じるかは生理学的､心理学的な事象が関係している｡色は物理学や生理学､心理学などが合わさった全体的な把握が必要になるといえる｡

基本の色の分光反射率曲線

分光反射率曲線とはなにか､意味､定義､わかりやすく解説

要するに､物体がどんな色の光をどれくらい跳ね返すかを波長ごとに線グラフにしたものである｡色を肉眼の単なる印象ではなく､定量的なデータとして表現するために用いられる｡今回は基本の6色の有彩色(RGB,CMY)に加え白､黒､灰色の無彩色を扱う｡

書籍やサイトによって､それぞれが思い浮かべる赤や青､緑の扱いが異なるので混乱する｡そもそも｢青｣といっても何万種類もあり､いったいどの｢青｣を基礎に置いているのか不明瞭である｡特にウェブの情報は出典や根拠が無い場合がほとんどなので､信用していいかわからない｡今回はウェブの場合は都外川八恵さんの表を参考に図を構成してある｡しかしこの図は出典がないため､最後に書籍による図も併記した｡

※今回はあまり微細な違いにこだわらずに､長波長がいちばん反射しているかどうかなどの大まかな違いでそれぞれの色を理解したいと考える｡

典型的な赤色の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的な赤色の物体の分光反射率曲線である(グラフで塗られている色はだいたいのイメージ)｡

長波長の光をよく反射し､短波長の光をよく吸収しているという点がポイント｡

典型的な緑色の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的な緑色の物体の分光反射率曲線である｡

中波長の光をよく反射しているという点がポイント｡

典型的な青色の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的な青色の物体の分光反射率曲線である｡

短波長の光をよく反射しているという点がポイント｡

典型的なマゼンタ(赤紫色)の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的なマゼンタ(赤紫)の物体の分光反射率曲線である｡

長波長だけではなく､短波長の光も弱いピークがあるという点がポイントである(赤色との違いでもある)｡

典型的なシアン(青緑色)の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的なシアン(青緑)の物体の分光反射率曲線である｡

青とシアンは似ているが､最高反射率の最大値がシアンのほうが大きいという点がポイント｡

典型的なイエロー(黄色)の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的なイエロー(黄色)の物体の分光反射率曲線である｡

黄色は中波長と長波長の反射率が高いという点がポイントである｡

典型的な白色の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的な白色の物体の分光反射率曲線である｡

全ての波長域をまんべんなく平坦に､高く反射することに特徴がある｡

典型的な灰色の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的な灰色の物体の分光反射率曲線である｡

全ての波長域をまんべんなく平坦に､中くらいに反射することに特徴がある｡

典型的な黒色の物体の分光反射率曲線の図

こちらは典型的な黒色の物体の分光反射率曲線である｡

全ての波長域をまんべんなく平坦に､低く反射することに特徴がある｡全く反射しない黒色はすくなくとも自然界には存在しない｡人工的に作られた塗料であるベンタブラックなどは反射率が0.035%ほど｡さらに黒い物質もあるらしいが､いずれにせよ0ではない｡白色も同様に最高でも98%程度である｡

その他のグラフ

こちらは色彩検定の書籍を参考に作成した反射率の図である｡先程のグラフと微妙に違うことがわかる｡

こちらは千々岩英彰さんが｢色彩学概説｣で引用している分光反射率曲線である｡

こちらも別のグラフとは微妙に違う｡とはいえ､典型的な特徴は類似している｡絵の具のメーカーの青色がそれぞれ違うのとも似ているかもしれない｡

光による色覚の例

スペクトルとはなにか､意味､定義､色との関係をわかりやすく解説

それぞれの表現の詳細は色彩学の応用や､ライティング(光と陰影)の基礎で触れていく予定である｡今回はざっと概略を見るだけにする｡たとえば虹を描くときに､｢スペクトル｣という概念を知っていれば役立つかもしれない｡

単一波長の光(モノクロマティック光)が網膜の錐体細胞に作用することで生じる､純粋な色覚の一種である。

虹も同じような原理だが､プリズムによる純粋な分光よりも鮮明な色ではないという｡

虹は空中の水滴によって分光されるが､その分光が不完全だからである｡

薄膜干渉とはなにか､意味､定義､色との関係をわかりやすく解説

微粒子障害とはなにか､意味､定義､色との関係をわかりやすく解説

この現象によって青空や紫がかった煙､赤い夕陽などの色の現れ方が生じる。

光の回折とはなにか､意味､定義､色との関係をわかりやすく解説

自然界では､真珠貝の内側や蝶の翅､孔雀の羽などに現れる玉虫色や虹色の光沢として観察されるという。

蛍光･燐光とはなにか､意味､定義､色との関係をわかりやすく解説

出典:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fluorescent_minerals_hg.jpg

蛍光ペンのインク､紫外線を当てると光る鉱物など｡※虫である蛍の光は自ら発光する生物発光であり､蛍光ではないことに注意｡

出典:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phosphorescence.jpg

  蛍光と似ているが､蛍光は励起光(れいきこう,物質に吸収されて発光のきっかけをつくる光)を止めるとすぐ消えるのに対して､燐光は励起光を止めても数秒〜数時間､場合によってはもっと長く光が残るという違いがある｡

次回の予定

おそらく､眼の働きの基礎(生物学)について扱う予定｡

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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」

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」

「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

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣

小林嗣幸｢理・美容の造形と色彩｣