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第35回目

第35回「色」について


今回は色について説明いたします。
まず、色はどのように過程をへて見えるかを説明いたします。

(1)<物体色の見え方>
物体色の場合は物体に当たる光があり、その光が物体に当たって反射した光を人が眼で見て色が分かります。


(2)<色の表し方>

まず、色の表わしかたです。
一番簡単でよく使われるのは色を名前で呼ぶことです。
代表例は、赤色、青色、黄色、白色、黒色などです。
ただもう少し詳しく表す場合はサーモンピンク色、スカイブルー、オーシャンブルー、あかね色、群青色、ゴールド、シルバー、などです。
これらは普通に使われますが、お互いに想像している色は違っている場合があります。
その人の過去の経験や知識や育った環境によって微妙に違ってきます。
日常生活ではこのような色名でたいした問題は起こりませんが、工場や商取引ではあまりにも粗すぎて問題があります。

それではもう少し客観的に色を表す方法はないでしょうか。

 

(3)<分光測光器での測定>

色を最も正確に表すには、反射光の波長ごとのスペクトルを測定することです。
白色光を波長ごとに分離して、物体に当てます。そして入射した光に対して反射した光の強さの比率を求めます。これを400nm(ナノメーター:1mの9乗分の1の波長)から800nm まで波長を変えて測定します。
下の図はオレンジ色の反射スペクトルです。
これを見ると黄色や赤色付近の反射率が高いことが分かります。すなわちこの様な波長の所の反射率が高いとオレンジ色に見えるのです。
ただ、これには2つの欠点があります。
   1つはこのグラフを見ただけではこれがどんな色か想像しにくいことです。
   もう1つの欠点は測定する測定器が高価でどこでも簡単に測定できないことです。

そこで、上記の欠点を補うものとして次の色の表しかたが使われています。

 

(4)<マンセル表色>

昔、画家のマンセル(アメリカ人:1858~1918)と言う人もはどのようにして、色を正確にあらわすことができないかと考えていました。
いろいろ考えた末、色の表わし方を考えつきました。これはマンセル表色と言われるものです。
マンセルは色を3種類の属性で表すことを考えました。3属性とは明度(めいど)、色相(しきそう)、彩度(さいど)の3つです。これらは互いに独立した属性です。この3つですべての色を表すことができると考えました。
これを図形で表すと、下図のような地球儀みたいな色立体(いろりったい)になります。
   縦軸が明度に相当します。
   中心軸から外周に向かう線が彩度です。
   中心軸の基準線からの角度が色相を表します。

できるだけ機械を使わず、なおかつ記号をみただけである程度色が想像
でき、また色と色との関係が分かる表色系を作ったのです。

マンセル表色をもう少し詳しく説明いたします。

 

(5)<HVC(エッチ、ブイ、シー)表色>
マンセルが考えた色の表わしかたを具体的に説明いたします。
色それぞれ独立した3つの値で表したものです。色を色相と明度と彩度で表そうとしたものです。
まず、色相関といって代表的な色相を円環状にならべます。
次に色の明るさを明度として、真黒が0で真白を10にします。
彩度は中心軸から離れるほど鮮やかさが大きくなるとします。
そうしますと、H,V,Cで1つの色を表すことができます。
表し方は、HV/Cすなわち、10RP7/8(ジュウアールピー、ナナノハチ)と読みます。

H(Hue:ヒュー)  :  色相(しきそう)
V(Value:バリュー)  :  明度(めいど)
C(Chroma:クロマ)  :  彩度(さいど)
10RPが色相です。赤みかかた紫色です。次の7が明度で明るさを表します。明るい色です。
そして最後の8が彩度で鮮やかさを表します。かなり鮮やか色です。
マンセルを使いなれている人はこれだけでどんな色か想像できます。
赤紫色で明度は高めで鮮やかな色と想像できます。
  イメージとすれば左の色のような感じです。

さらにもう少し詳しく説明いたします。

 

(6)<色相、明度、彩度>

マンセルの色表示記号を説明します。
7.5Y3/2
(色相:しきそう)
色を波長順に円環状に並べたものです。

 

(明度:めいど)
色の明るさを順番に並べたものです。

 

(彩度:さいど)
色の鮮やかさを順番に並べたものです。


以上の説明でマンセルでの色の表しかたがご理解できたと思います。

次に最初に説明しました分光器での測定での色の表し方とマンセルとの関係につきまして説明いたします。
少し遠まわりになりますが、色を科学的に表すためにX,Y、Z言う記号を使います。

 

(7)<XYZ(エックス,ワイ,ゼット)表色>
色の3原色と言って、すべての色はこの3原色の合成で作れるれます。
人間の目の色を感じる神経が網膜に3種類あります。それぞれが入ってきた光を3つに分けて感知しています。それを脳の中で合成して色を感じていると考えられています。
その3種類の感知する神経部分に応じてX,Y,Zと言っています。

 

上の図のオレンジ色のチャートを人間は3つに分解してそれをまた合成して1つの色として認識します。
目に入ってきた光を網膜にある3種類ある光を感知する神経で3つに分解して光を感知します。
例えて言えば、3種類の色メガネを順次着けて色を順番に3つに分解しているようなものです。
この3つの色メガネに相当するものがX,Y,Zと言われるものです。
上のオレンジ色の各波長ごと分光反射光も3つの色メガネ(正確にはフィルター)を通したものに分解されます。
X、Y,Zのフィルターに相当する光を感じる比率は波長ごとに決まっていてそれの値を合計したものがX,Y,Zになります。

次に、X,Y,Zで色を正確に表すことができますが、まだX,Y,Zの数値を見ただけではどんな色か想像するのは難しので、もっと簡単に色を表す方法があります。

 

(8)<Yxy表色>
X、Y,Zの3つの値を2つに減らします。x、y(正確にはYは残ります)の2つにします。
Y、x、yの意味を説明いたします。
Yは上記のX,Y,ZのYと同じです。
xとyは下記の式で計算したものです。
X,Y,Zはいずれも正の値ですので、

X,Y,Zはいずれも正の値ですので、

x = X / ( X + Y + Z )
y = Y / ( X + Y + Z )
z = Z / ( X + Y + Z )
x + y + z = 1

このYxzで色を表すことができます。
Yは明るさを表します。xとyで色相と彩度を表します。

 

(9)<マンセルとYxy表色との関係>
マンセルの場合はV高さ(明度)を表しましたが、YxyではYが明度を表します。
また、マンセルの場合は色相と彩度は極座標で表しいましたが、Yxyでは直角座標で表します。
JISにはこのマンセルとYxyとの換算する図表が載っていて換算することができます。

     JIS Z8721 色の表示方法-三属性による表示

今までは色を表す方法について説明してきましたが、実用上色だけでなく、色の違いを数値で正確に表したい場合が多くあります。
塗装などで同じ色かどうか調べたいことが通常おこります。
そのため、色の差すなわち色差(しきさ)を求めるはめの表色体系が必要になってきます。
この色差を表す代表的な表色系が次のハンターのLab(エルエービー)と言われるものです。

(10)<ハンターLab表色>
L*a*b*
ハンターと言う人が考案した表色系です。
もともとはLabでしたが、CIE(国際照明委員会)が修正しまして、L*a*b*になりました。
L*は明るさ(Lightness)を表します。a*とb*は色相を表します。


中心の交点に垂直にL*軸がある

この3次元空間の座標に測定した色Aをプロットして、次に同じく
色Bを測定してプロットしますとA-B間の距離が色差に相当します。

 

(11)<まとめ>
色は人間に密着したものなので広がりが大きいものです。
心理的な要素もありますし、感情的なものとも結びついています。
産業的にもどのような色にするかによって売れ行きも左右します。
また品質上、色の管理が大事になってきます。
したがって、色を表すにも大まかな表しかたもありますし、細かくてできるだけ正確に表したい場合もあります。
それと、色そのもを表すのではなく、色の差を表したい場合もあります。
国によっても色の表現の言葉は違ってきます。
そのため色についてはいろんな言葉の表現の仕方があります。
色を物理的に正確に表したい場合と、正確性は少しおとるが簡単に色が想像でき、かつ言葉で表すより正確な表しかたもあります。

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