色彩の知覚Perception of color

光という物質

  • 光は電磁波で、放射エネルギーの一種
  • 電磁波の中で人が視る事ができる380nm〜780nmまでの波長を可視光線と言う
    • 紫外線←(短波長)← 青紫、藍、青、緑、黄、橙、赤 →(長波長)→赤外線
    • 太陽光や蛍光灯は、単色光を等分に加法混色した光で、白色光と言う
  • 物体には表面色と透過色がある
    • 表面色 … 物体に光の一部が吸収され、残りのスペクトルが反射して生ずる色
    • 透過色 … 半透明の物体を通過する際、光の一部が吸収され、残りのスペクトルが透過して生ずる色
  • 色温度は、(低)← 赤、黄、白、青 →(高)の順に高くなる
      単位は絶対温度Kケルビンであらわす。-273℃を絶対零度とし、通常は摂氏+273℃
      絶対零度では分子運動が0となり、熱エネルギーがなくなる
  • 屈折 … 透明な二つの物質の境界で光の進行方向が変化する事。短波長の方が屈折率が大きい。虹などが光の屈折の産物
  • 散乱 … 光が粒子にぶつかって不規則に方向を変える事。短波長の方がより散乱する。 短波長が散乱した青空や、散乱しなかった長波長が見える夕焼け(レイリー散乱)、全ての波長が散乱して白く見える雲(ミー散乱)など
  • 干渉 … 波である光が山の部分と谷の部分で互いに強めあったり弱めあったりする現象。しゃぼん玉、眼鏡など
  • 回折 … 光がスリット等の細かい隙間を通るとき、進行方向をかえて背後に回りこむ現象。CD、魚鱗、真珠など




  • 眼の構造と働き
  • 角膜で光を屈折
  • 虹彩で瞳孔の直径を変化させて、光量を調節(瞳孔は光を通す穴の総称)
  • 水晶体の厚みを変化させて、入ってきた光の焦点を網膜の中心窩にあわせる。近くのものを見る時は膨らみ、遠くのものを見る時は薄くなる
  • 稍子体 … 眼球内の9割以上を占める透明なゼリー状の液体
  • 網膜 … 円錐上の錐体と、棒状の杆体の2種類の視細胞から成る
    • 視細胞 … 光の情報を電気信号に変換する
    • 錐体 … 明るい所で働き、色を知覚する。S錐体は青、M錐体は緑、L錐体は赤を知覚する。約600万個あり、MとLは網膜の中心窩に集中。
    • 杆体 … 暗い所で働き、明暗を知覚する。約1億2000万個あり、網膜全域に分布
  • 視神経 … 網膜で変換された電気信号を大脳へ伝達




  • 生理学的現象
  • 明所視では555nm(黄緑)、暗所視では507nm(緑)の視感度が高い
  • 明順応 … 明るさに目が慣れる事。杆体はほとんど機能していない。2〜3分で慣れ、15分で完全に順応する
  • 暗順応 … 暗さに目が慣れる事。垂体から杆体へじょじょに機能が移る。10分程で慣れるが、完全に順応するまでには30分程かかる
  • 色の恒常性
    • 色彩恒常 … 照明光などの環境が変化しても、物体の主観的な色相の変化を感じない
    • 明るさの恒常 … 照明光などの環境が変化しても、物体の主観的な明度の変化を感じない

  • 薄明視 … 明所視と暗所視の中間の明るさで、垂体と杆体が共に機能している状態。
  • 対比現象
    • 同時対比 … 2色を同時に見た時、互いに影響しあって差異が強調されてみえる
      • 色相対比 … まわりの色の違いによって、本来の色より色みが変わって見える
      • 明度対比 … まわりの色の明暗によって、本来の色より明暗が変わって見える
      • 彩度対比 … まわりの色の彩度の違いによって、本来の色より彩度が変わって見える
      • 維持対比 … ある色を見た後で別の色を見ると、はじめに見た色の補色の関係にある色が影響し、違った色に見える
      • 捕色対比 … お互いの色の残像(補色)が見え、彩度をあげ引き立てて見える
    • 緑辺対比 … となりあう明暗の境界線の部分に起きる
    • 面積対比 … 面積が大きくなるにつれて、その色の持つ特徴を強めていく。暗い色はより重く、明るい色はより軽く見える

  • プルキンエ現象 … チェコスロバキアのプルキンエが発見。昼間明るく見える赤が薄暗くなると暗く、逆に青は明るく見えるようになる現象。明所視と暗所視の視感度のピークが違う為おこる
  • ベゾルト・ブリュッケ現象 … 明るさによって色相が変わる現象。例えば照射する光が強くなると、橙や黄緑は黄に、青緑やすみれ色は青に見える
  • リープマン効果 … 色相差があっても明度差がなければ明瞭にならない。明度>>色相>>彩度
      A
      A
  • 色陰現象 … 灰色が背景色の影響を受けて、背景色の補色に見える現象
       
       
  • ハーマンドット(緑辺対比の一種)
    • 黒字に白格子の中心に黒い影が見える。ただし注視している部分には見えない
                     
                     
                     
  • エーレンシュタイン現象
    • 格子模様の十字部分が明るく丸く見える現象。十字部分に色を付けるとその色が丸く広がってみえる(ネオンカラー現象)
      エーレン・シュタイン ネオンカラー
  • 視認性とは、色の見えやすさの事。明度差が大きなものほど見えやすい。次いで色相、彩度が影響
    • 可読性 … 明視性の中で見る対象が文字の場合
    • 明視性 … 明視性の中で見る対象が図形の場合
      v8
      bk
      bk
      v8
      w
      bk
      v8
      v20
  • 誘目性 … 目を引き付ける度合い。注目性とも。明度差よりも心理的なものに影響される
    • 高い … 高彩度、赤、黄、橙、暖色系
    • 低い … 低彩度、青紫




  • 色彩感情
    ほげ




    加法混色
  • 色光の三原色
      v3
      v12
      v19
      黄みの赤 紫みの青
  • 混色すると、もとの色より明るくなる混色。全てを混色すると白になる
      v3
      +
      v12
      =
      v8
      黄みの赤     イエロー
    • 例えば、長波長の反射率が高い赤に、中波長の反射率の高い緑を加えると、中〜長波長の高い黄になる
    • 色光の2色を加法混色 ⇒ 色料の1色に。逆もまた然り
    • テレビのブラウン管やナイターの照明など

  • 回転混色 … 扇形状に色分けされた円板が高速回転する事で、別の色に見える混色
  • 並置混色 … 小さな点や線を交互に並置する事で、それらが融合して別の色に見える混色。目の分解能力を超えるため起こる



  • 減法混色
  • 色料の三原色
      v24
      v16
      v8
      マゼンタ シアン イエロー
  • 混色すると、もとの色より暗くなる混色。全てを混色すると黒になる
      v24
      +
      v16
      =
      v19
      マゼンタ   シアン   紫みの青
    • 例えば、長波長の反射率が高い赤に、中波長の反射率の高い緑を加えると、中〜長波長の高い黄になる
    • 色料の2色を減法混色 ⇒ 色料の1色
    • セロハン、インキ、絵の具など




  • 標準イルミナント
  • CIE(国際照明委員会)が定めた
  • 1931年にABC、1964年にD65が制定された
  • 日本工業規格JIS Z8720に採用
  • 標準光源 … 標準イルミナントを再現する照明装置
  • 演色性 … 光源が色の見え方を決定する特性。昼光(D65)に似た光源は演色性がよい

  • 標準イルミナント
    • A … タングステンランプ、いわゆる白熱灯。短波長から長波長へかけてほぼまっすぐ上昇。2856K
    • D65 … 紫外線波長域を含む昼光。平坦だが短波長からダウントレンド。6500K

  • 補助標準イルミナント
    • B … 直射太陽光。5000K
    • C … 北窓 昼光。6800K















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