#030 色光の3原色と色材の3原色

■1■色は身の回りに満ちているが、それでも謎はまだ沢山ある。明かりを消すと色は消えるし、目を閉じると色は見えない。光を発するもの、反射するもの、そして見るものがいて色が見える。視覚現象の3要素とは(1)光源(2)光で照らされた物体(3)人間の視覚系で、ちょうど太陽・月・地球の関係に似ている。

■2■1666年、ニュートンがプリズム実験から光を7つの波長に分光した。
   1720年、プロンは赤・黄・青のカラー印刷で色材の3原色を実明した。
   1792年、独物理学者ヴュンシュが光は赤・緑・菫の3原色を主張した。
   1801年、英物理学者ヤングが色覚3原色説で光色3原色を証明した。

■3■色光の3原色は赤・緑・青(RGB)であり、混色するほど明るくなる「加法混合」で全部足すと白になる。色材の3原色はシアン・マゼンタ・イエロー(CMY)であり、混色するほど暗くなる「減法混合」で全部足すと黒くなる。実際には真黒にならないので、印刷では黒色の着色材を併用するのでCMYK()と言う。

■4■色の不在は電源の落ちたモニターとまっさらな白紙を想定すればいい。色光の3原色と色材の3原色は補色関係にある。色光の場合も色材の場合も、3原色を混色することで様々な色を再現している。ではなぜ3原色なのか?それは人間の目には色を感知する錐体という3種類の細胞があるからである。

■5■もう少し正確に言えば3種類の「視物質」という蛋白質があり、それぞれの錐体はこのどれか1種類だけを含んでいる。この3種類の視物質はそれぞれ560nm、530nm、430nmの波長を吸収することによって細胞を興奮させる。これがそれぞれ赤・緑・青(Red, Green, Blue)として認識されるというわけだ。

■6■赤の錐体のみなら世界は赤く見える。R:G:P=1:0:0というわけだ。同じく1:1:0だと世界は黄色に見え、1:0:1だと紫に見える。そして1:1:1の時世界は真っ白になり、0:0:0だと真っ暗になる。現実にはこの3種の錐体の様々な混在比により微妙な色合いが認識されている。


色材に白色校を当ててみる(1)

■7■3種類の錐体を「刺激」して色の認識を作り出す方法だけでなく、全く逆に錐体の興奮を「沈静」して色の認識を作り出す方法もある。全ての錐体の沈静時に赤の錐体を刺激する方法と、全ての錐体が興奮時に緑と青の錐体を沈静する方法は、共に赤の錐体だけが興奮状態となるので同じ赤の認識が生まれる。

■8■印刷ではシアン・マゼンタ・イエローというインクの3原色で減法混合を用いているのだが、シアンは赤の錐体を沈静させるインク、マゼンタは緑の錐体を沈静させるインク、イエローは青の錐体を沈静させるインクであるとも捉えられよう。モニターと紙媒体は単に違うのではなく真逆であるという事だ。


色材に白色校を当ててみる(2)

■9■GとBが吸収され、Rだけが反射して赤に見える。
   RとBが吸収され、Gだけが反射して緑に見える。
   RとGが吸収され、Bだけが反射して青に見える。
   Rの光が吸収され、反射したGとBが混色するとシアンに見える。
   Gの光が吸収され、反射したRとBが混色してマゼンタに見える。
   Bの光が吸収され、反射したRとGが混色してイエローに見える。
   R・G・B全て反射すると白に見え、全て吸収されると黒に見える。

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() 画像<3>「集英社学術の森」 より借用・加工。
(
) CMYKは(Cyan,Magenta,Yellow,Key plate)の頭文字から。

rewitten on 20240413 Saturday