光と色【色彩検定2級復習】

color

重要ポイントを淡々とメモしておくよ

光の性質

電磁波と呼ばれる放射エネルギーの一種
ラジオやテレビなどの放送波、レーダー波、X線、ガンマ線も電磁波である

  • 可視光

人の目に見える電磁波の範囲380nm〜780nmのこと
これより波長が短くなると紫外線域、長くなると赤外線域

  • 紫外線（約1nm〜380nm）

青紫よりも波長が短い
日焼けする

  • 赤外線（約780nm〜1mm）

赤よりも波長が長い
暖かさをもたらす熱作用がある

  • スペクトル

分光されて波長の順にならんだ色光の帯のこと
赤-橙-黄-緑-青-藍-青紫
ニュートンが発見
スペクトルにない色＝赤紫

  • 単色光と複合光

他の色光に分光することが出来ない色を単色光
さまざまな波長成分が混ざり合った色として認識されるあらゆる光を複合光

  • 光源色（光色）

自ら光を発光して色を感じさせる光源の色

  • 物体色

光に照らされて現れる色
表面で光を反射して現れる色を表面色
光を透過することによって現れる色を透過色

  • 分光分布

波長成分に分けること
相対分光分布＝可視光における波長ごとの放射量の強さを分布化したもの

  • 分光反射率

物体に入射した光を100％とした場合、どのような比率で反射するかを表したもの

  • 放射束（物理量）

電磁波の全長領域で１秒間に放出されるエネルギー
単位：W（ワット）

  • 測光量（心理物理量）

人間の目に作用した時の視覚心理により評価したもの

  • 光束

光の量を表す
単位：lm（ルーメン）
人間の目が最も明るく感じる波長は555nmの黄緑色光
（555nmの波長の光1Wの光束は683lm）

  • 光度

光の強さを表す
単位：cd（カンデラ）

  • 輝度

ある大きさでの光の強さを表す
単位：cd/m2（カンデラ毎平方メートル）

  • 照度

その面がどの程度の明るさで照らされているかを表す
単位：lx（ルクス）

  • 標準観測者

等色関数＝人間の視感（視覚）には、目が色を感じる3種の錐体の分光感度が決められている特性のこと
CIE*1測色標準観測者＝小さなサンプルを観察する場合に用いる
CIE測色補助標準観測者＝大きなサンプルを観測する場合に用いる

視覚系の構造

  • 目の構造

直径はおとなで約24mm
2種類の視細胞がある
錐体＝明るい条件下で働き光に対する感度は低い
網膜の中心窩（ちゅうしんか）付近約１０度に集中（約600万個）

    • Ｌ錐体（R錐体）…長波長の光に最も感度が高い
    • M錐体（G錐体）…中波長の光に最も感度が高い
    • S錐体（B錐体）…短波長の光に最も感度が高い

杆体＝暗い条件下で働き光に対する感度は高い
明暗のみを感じる
網膜全体では約１億2000万あるといわれる

  • 視物質

光を吸収する物質
杆体の視物質のロドプシンは光を照射すると退色して分解し、暗いと彩合成される
510nm付近の光を最も吸収する特性がある


参考：Color-club.com - カラースクール −眼
http://www.color-club.com/special/school/070427.html

参考：NIDEK 目のおはなし 人間の目のつくりと名前
http://www.nidek.co.jp/eye-anatomy.html

  • マリオットの暗点

視神経乳頭には視細胞がないためここで結ばれた像は見えない
参考：NIDEK 目に関するクイズ 星が消えた!!〜マリオット盲点〜
http://www.nidek.co.jp/moten.html

色覚説

赤・緑・青

  • 四色説（ヘリングの反対色説）

赤⇔緑・黄⇔青、白⇔黒
黄・青・赤・緑＝心理四原色

  • 段階説

網膜の視細胞レベルでは三色説、それ以降の神経細胞レベルでは四色説に基づいて光の処理がなされているとする説

    • 20世紀（1960年代）になり富田教授やマークスによる魚の網膜を使った実験から三色説が立証された
    • ジェームソンとハ-ヴィッチの打ち消し法により、黄と青、赤と緑が同じメカニズムによって知覚されることが示された

照明

光色を数値で表すのには色度や色温度が使われる

光源の色みを温度によって表す方法
単位：K（ケルビン）
標準イルミナントA：白熱灯を代表するもの。色温度は2856K（ケルビン）
標準イルミナントD65：太陽光を代表するもの。色温度は6504K

    • 黒体…電磁波エネルギーを完全に吸収し、それらを完全に放射する理想的な物体
    • 絶対温度…セ氏-273.15℃を絶対温度0K（ケルビン）として通常のセ氏と同じ目盛りで測った温度
  • 相関色温度

対象とする光色が黒体放射の色と完全一致しない場合、その光色に最も近い黒体の温度を代用する

  • 演色

照明された物体の見え方

  • 演色性

物体の色の見え方に影響を及ぼす光源の特性

  • 演色評価数

単位：R（アール）

参考：Color-club.com - カラースクール −光源の種類
http://www.color-club.com/special/school/070413.html

輝度を一定に保っても彩度が影響し鮮やかな色ほど明るく感じられる

  • ランプの種類
    • 熱放射（熱による発光）

白熱電球・ハロゲンランプ

    • 放電による発光

蛍光ランプ・メタルハロゲンランプ・高圧/低圧ナトリウムランプ・高圧水銀ランプ

    • 固体発光

発光ダイオード

混色

  • 加法混色
    • 同時加法混色
    • 併置加法混色
  • 減法混色
  • グラスマンの法則

ベクトル解析をした数学者

    • グラスマンの第一法則

あらゆる色光は三つの原色（原刺激）の混合量を変えることにより作り出せる

    • グラスマンの第二法則

三つの原色（原刺激）の強さを連続的に調整しながら変化させると、混色によって得られる色も同時に変化する

    • グラスマンの第三法則

色の等価性…分光分布が違う色であっても感覚的に同じ色に見える色をそれぞれ加えると同一の効果をもたらす
色の加法性…混色した結果できる色の三刺激値はそれぞれの色と等色している三刺激値をそれぞれ足し合わせてできる色とも等色が成立する

  • 技術
  • カラーテレビ・パソコンのモニター

併置混色の原理
RGB（光の三原色）

    • フルカラー（約1670万色）
    • ウェブセーフカラー（216色）

3色の発光の強さをそれぞれ6段階に変化

  • 印刷やプリンター

併置混色と減法混色の原理
CMY（色の三原色）

C（シアン）M（マゼンタ）Y（イエロー）K（ブラック）の4色

  • 減法混色の原理

写真、繊維（糸染め、反染め、捺染めなどの後染め）


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*1: 国際照明委員会