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三原色について

加法混色の三原色がRGBなのは、人間の目の錐体細胞がRGBそれぞれに反応する特性があると言うことに起因しているのでしょうか?それはなんとなくわかる気がするのですが、減法混色の三原色はなぜCMYなのでしょうか?RGBそれぞれの補色だからなのでしょうか?それとも一番明度の高い黄色を採用しなければならないからなのでしょうか? 要は減法混色というとすぐにCMYKと思い当たりますが、それはどのような理由で、どのような必要性によってCMYが選ばれ、それがどこかに明確に規定されている(反射率などにより)ものなのかを疑問に思い質問させていただきました。

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  • 回答No.9
  • sanori
  • ベストアンサー率48% (5664/11798)

うーむ・・・ >度々のご回答ありがとうございます。つまりXYZの三刺激値をCMYの近似色(全ての色を内包できる点)にするということでしょうか? 違います、CMYの近似色ではなく、CMYそのものです。 また、色度図の内側に三角形を描くのですから、三角形の外側に、はみ出しが必ずできます。ですから色度図の中の全ての色を包含することはできません。RGBでもそうです。 >XYZのそれぞれの値は標準イルミナントの分光分布・等色関数・分光反射率を各波長ごとかけ併せたものの積和だと思うのですが、CMYの色度図の場合、どのようにXZYの値を求めるのでしょうか。 RGBと全く同じですよ。 例えば、 加法混色のRの等色関数 = 減法混色のCの等色関数 です。 >特に等色関数に関してはRGBをベースに作られていると思われるので、CMYの場合に等色関数の代りに用いられている人間の視覚の特性にあわせて作られた関数のようなものが式に組み込まれるのでしょうか?おわかりになる範囲で結構なのでお教え願えますでしょうか。 等色関数というのは、物理学の範疇ではありません。 一種の経験則です。つまり、すでに、人間の視覚の特性を組み込んでいる、「人間臭い」関数なのです。 <おまけ> つい最近、他の方々からの質問(RGB関連)に私が回答したのが2件あります。 お時間があれば、ご参考にどうぞ。 http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1935501 http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1924843

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質問者からのお礼

毎度ご回答ありがとうございます。やはりCMYの等色関数というのがあるわけですね。人間の錐体がRGBに感度を持っていて、それに呼応して等色関数が作られていると思い込んでいたため、RGBそれぞれの混色で作られるCMY(単波長のCMYも錐体ではRGBで混色されたそれと違いがないと考えたため)の等色関数というのがピンときませんでした。それはただ単に原刺激をCMYに定めただけと言うことなのでしょうね。おそらく余計な部分をごちゃ混ぜに考えてしまっているのでしょうね。参考になりました。

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その他の回答 (8)

  • 回答No.8
  • sanori
  • ベストアンサー率48% (5664/11798)

>色度図の縦軸と横軸は概ねシアンとマゼンタの濃度(?)を示すのでしょうか? いいえ、違います。 XYZ表色系における、XYZないしはxyzは、昔の学者が勝手に決めた値であって、物理的には、何も意味がありません。 (逆に言えば、世の中の全ての色を表現できさえすれば、表色系は何でもいいのです。表色系は、1通りなのではなく、無限通り定めることが可能です。) なお、3つの値XYZの合計が1になるように、規格化した(=同じ数で割り算した)のが、小文字のxyzであり、したがってzはxとyの値から自明にも求められますので、グラフの軸は、xとyだけでよいのです。 >ネットになくともどこかにその色度図がのっている資料などをご存知でしたらお教えください。 だいぶ前に、どっかで見たんですが、忘れてしまいました。ご期待に応えられなくて、ごめんなさい。 余談ですが、 XYZ表色系では、その色度図の中における、2つの地点の距離が、2つの色を人間の眼が感じる違いの程度(→色差と言います)を正しく表現していません。言い換えますと、人間にとって僅かな違いの2色の、色度図の中の2地点の距離が長かったり、逆に、人間にとって大きな違いに感じる2色の間の距離が短かったり、ということがあります。(→この現象を、MacAdamの楕円と言います) この、xy色度図の欠点を改善したものの一例として有名なのが、「Luv色度図」というものです。 詳しくは、下記リンクの中の「色差」という項をご覧ください。 http://www.img.cs.titech.ac.jp/~izawa/column/Color_Systems.pdf

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質問者からのお礼

度々のご回答ありがとうございます。つまりXYZの三刺激値をCMYの近似色(全ての色を内包できる点)にするということでしょうか?XYZのそれぞれの値は標準イルミナントの分光分布・等色関数・分光反射率を各波長ごとかけ併せたものの積和だと思うのですが、CMYの色度図の場合、どのようにXZYの値を求めるのでしょうか。特に等色関数に関してはRGBをベースに作られていると思われるので、CMYの場合に等色関数の代りに用いられている人間の視覚の特性にあわせて作られた関数のようなものが式に組み込まれるのでしょうか?おわかりになる範囲で結構なのでお教え願えますでしょうか。

  • 回答No.7
  • sanori
  • ベストアンサー率48% (5664/11798)

ご要望にお応えして再び。 >加法混色の色度図がXYZ色空間というのはわかるのですが、減法混色の色空間とはどういったものなのでしょうか? 加法混色の色度図において、赤のところがシアン、緑のところがマゼンタ、青のところがイエロー、というふうに置き換えまして、そして、色度図の中央の白のところが黒、というものをイメージしていただければ、と。 それが減法混色の色度図です。 (ネットで検索してみたのですが、減法混色の色度図を描いてあるサイトは、残念ながら見つかりませんでした。)

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質問者からのお礼

度々のご回答感謝いたします。なるほどXYZのCMY版ということですね。とすると色度図の縦軸と横軸は概ねシアンとマゼンタの濃度(?)を示すのでしょうか?ネットになくともどこかにその色度図がのっている資料などをご存知でしたらお教えください。実際に図がのっていなくてもその色度図に関する記述がある資料でも結構です。またご回答者さまはどこでその色度図を目にされたかという情報でもお教え願えると幸いです。

  • 回答No.6
  • Scull
  • ベストアンサー率26% (248/951)

物の色が青く見えるとき、2つのケースが考えられます。 一つのケースは「物はすべての光を反射する白」だが、光が「青」しかない場合。もう一つは光はすべての色を含む「白」だが、物の色が「青」という場合。 後者の場合、物が「青以外の色を吸収して、残りを反射している」ので青く見える訳です。色相環では「正反対方向」。つまり光の三原色の補色が色の三原色というわけです。

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質問者からのお礼

たびたびのご回答ほんとうに感謝いたします。今回のご回答は色の三原色CMYがなぜRGBの補色なのかという理由をご説明くださったのでしょうか?そうであれば理解できたと思うのですが、そうではなくCMYが色の三原色である理由をご説明くださったのであればいまいち理解できていません。つまり色の三原色は減法混色する上でRGBの補色である必要性があるのかと言うことです。それともRGBとの因果関係はなく、CMYは単純により多くの色を再現するために選定され、結果としてRGBの補色だったということなのかをお教え願えるでしょうか。

質問者からの補足

申し訳ないのですが、あらためて疑問に思ったことがあります。おわかりになればお教えください。 それはフィルタリングによる減法混色についてなのですが、実際CMYそれぞれのフィルターでどのようにほとんどの色を作り出しているのでしょうか?加法混色はRGBそれぞれの光源の強弱により様々な色を作り出すのはわかるのですが、フィルタリングの場合はフィルターの濃度を変えるということなのでしょうか?またCのフィルタとYのフィルタを8:2で混色するような場合、どのようにして透過率を調節するのでしょうか?私は一枚のセロハンのようなフィルターと考えているので、様々な混色にはすごい数のフィルターが必要なのでは?などと考えてしまうのですが根本的なところで間違えているのでしょうか?

  • 回答No.5
  • sanori
  • ベストアンサー率48% (5664/11798)

>加法混色の三原色がRGBなのは、人間の目の錐体細胞がRGBそれぞれに反応する特性があると言うことに起因しているのでしょうか? 正解です。 そのような定性的理解でよいと思います。 >減法混色の三原色はなぜCMYなのでしょうか?RGBそれぞれの補色だからなのでしょうか? これも正解です。 >それとも一番明度の高い黄色を採用しなければならないからなのでしょうか? これは違います。 なぜCMYを採用する必然性があるか、ということが主たる疑問なのですね? これは、色度図を見ながら理解するのがよいとおもいます。 下記リンクは、加法混色についての色度図が描かれています。 http://www.shokabo.co.jp/sp_opt/spectrum/color3/color-d.htm 色度図の曲線の内側だけが現実の色を全て表わしており、その外側は、存在しない(虚の)色空間です。 色度図内部において、任意の3点を選び、これを3つの光源の色(それぞれ単波長)としましょう。 すると、3点を結んだ三角形ができます。 その三角形の内部だけが、その3つの光源の組み合わせで表現しうる色の全てです。 (三角形の外側の色は表現できません。) さて、三角形の3つの頂点の座標をどう選べば、三角形の面積(=3光源で表現しうる色の空間の大きさ=色度域と言います)を最大に出来るでしょうか? すると、3つの光源の色をそれぞれ、できるだけ彩度の高いR、G、B付近(かつ、できるだけ色度図の外周に近い点)に置くのが最善であるというのは、容易に推測できます。(実際もそうです!) 減法混色の色度図は、上記リンクに示されていませんが、加法混色と逆の(補色の)色度図をイメージすればよいです。 RGBを各々CMYに置き換えてイメージします。 加法混色では、色度図中央付近が白ですが、減法混色では黒になります。 すなわち、減法混色では、RGBの補色であるCMYの3点にできるだけ近い3点を選ぶことによって、三角形の面積、すなわち、表現しうる色の種類が多くなる、ということになります。

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質問者からのお礼

ご回答ありがとうございます。CMYがもっとも多くの色を再現できる三原色であることは理解できました。 ただ、>加法混色と逆の(補色の)色度図をイメージ・・・というのが難しい...加法混色の色度図がXYZ色空間というのはわかるのですが、減法混色の色空間とはどういったものなのでしょうか?形もわからないので三角形の面積が大きくなる点がわかりません。すみませんがもう少し詳しくお教え願えるでしょうか。

  • 回答No.4
  • Scull
  • ベストアンサー率26% (248/951)

まず、色相環を考えねばなりません。このとき、光の三原色が赤・緑・青なのですから、それぞれを120度ずつ配置して360度の色相を表すのは合理的でしょう。 次に、色の三原色を考えます。「色」は物体が「光の三原色を吸収して残ったもの」です。すなわち、自動的に「色の三原色は光の三原色の補色」となります。補色の色相はこうして決まります。ただ、この色相でもさまざまな色が存在します。明度や彩度によって、変わっていきます。 そしてここで決定したいのは「原色」ですから、低彩度の色は失格です。色では減色混合ですから、混ぜれば混ぜるほど彩度が落ちます。もともと彩度が低い色素では「より彩度の高い色を混ぜて表現することができません」。つまり原色の資格があるのは「最も彩度の高いもの」となります。 こうして「色の三原色としてふさわしい色相(光の三原色の補色となる色相)で、最も彩度の高い色」シアン、マゼンタ、イェローが色の三原色として決まったわけです。 この「色の三原色で黒が表現できない」というのは混合した色素の反射率の問題です。もともと反射率の高いものを原色として選んだわけですから、ある程度やむをえません。印刷などでは、黒を混合して明度を調整することになります。

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質問者からのお礼

ご回答ありがとうございます。非常にわかり易かったのですが、 >「色」は物体が「光の三原色を吸収して残ったもの」です。すなわち、自動的に「色の三原色は光の三原色の補色」となります。 と言うところの必然性がイマイチ理解できません。すみませんがもう少しご説明願えるでしょうか。

  • 回答No.3

>減法混色もそのようにCMYでなくとも全ての色が再現できる三色というのがあるのでしょうか? そういう三色を発見したら、カラー印刷業界に革命を起こせますし、発見したとしたらニュースになっている筈。 まだそういうニュースが流れてないところを見ると「今はまだ無い」としか言えません。 >そもそもCMYは特定の条件によって数値として規定があるのでしょうか? 数値化はされてますが、規定となるとどうでしょう? 単に今までの経験から「CMYの3つで完全じゃないけど、混ぜ方で殆どの色が作れそう」と言うだけで使われているだけで、規定など存在しないと思います。 >RGBの補色であることが減法混色の三原色CMYの条件である理由 後から「CMYとRGBは補色の関係にある」と定義しただけだと思います。なので、条件が先にあったのではなく、後から「そういうふうに条件付けした」だけだと思います。 後から決めた条件なので、理由もクソもありません。単に「決めたい人がそう決めて、だれも文句を言わなかっただけ」の話でしょう。 >減法混色がフィルタを重ねた際もとの色より暗くなる為、一番明るい色を原色としなければ再現できない色ができるからと考えたからです。 暗い色であっても「フィルタを弱くして、殆ど減衰しないくらいの弱さ」にすれば、幾らでも明るく出来ます。 なので「色と明暗」は別物と考えなければなりません。 ぶっちゃけ「経験的に三色の1つに黄色を選んだら、結果として比較的明るい色だった」と言うだけの話のような。 >ただ問題の趣旨はなぜ減法混色三原色にCMYを採用したかを知りたいのですが。 単なる「過去の経験からの積み重ね」なだけでしょう。 繰り返しますが、単に今までの経験から「CMYの3つで完全じゃないけど、混ぜ方で殆どの色が作れそう」と言うだけで使われているだけだと思います。 実際、減法混色三原色の研究が進んでいない昔は「こんな色はどうやって作るんだろう?」「こんな色が欲しい」と、色んな原料から色んな色の染料や塗料が作られました。 「CMYよりもっと最適な組み合わせがある筈だ!」と思ったら研究してみては如何ですか?誰も知らない組み合わせが発見できたら、ノーベル賞モノですよ。

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質問者からのお礼

度々のご回答ありがとうございます。RGBやCMYという原色があまりにもあたりまえに規定されているのでふと疑問に思いました。CMYについてはやはり経験からくるものなんですかね。 しかし減法混色において、たとえば黄色の純色は他のどの2色によっても作れない気がするのですが間違いでしょうか?色と明暗は別と述べられておりますが、PCCS表色系などでは純色の明度が色により異なっています。XYZは加法混色なので理論上純色がその色相の最明色であることは理解できるのですが、感覚的に減法混色ではやはりそれぞれの色が持つ明るさ感が関係があるように思えてしまうのですが...ものわかりが悪くてすみません。

  • 回答No.2
  • tairou
  • ベストアンサー率21% (57/269)

減法混色は本来はRDBの補色であるYMCだけで 全ての色が再現できる筈なのです。しかし現存の YMCの色素(顕色材料)は科学的に言えば不完全な ためYMCを混合しても完全な黒は出来ないのです。 そこで完全な黒を表すために必要に応じて黒を 混ぜているのです。スペクトル的にパーフェクトな YMCインクがあればK(普通はBで表す)は 不要なのです。

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質問者からの補足

ご回答ありがとうございます。 冒頭RGBの補色であるYMCだけで全ての色が再現できるという記述がありましたが、それ以外の色では不可能なのでしょうか?確か加法混色は互いに独立する三色(どのような2色を混色しても再現できない色)であればRGBでなくとも可能だったような気がしますが、減法混色もそのようにCMYでなくとも全ての色が再現できる三色というのがあるのでしょうか?そもそもCMYは特定の条件によって数値として規定があるのでしょうか? またRGBの補色であることが減法混色の三原色CMYの条件である理由はなんなのでしょうか?

  • 回答No.1

RGBの加法混色は「波長の異なる波を重ねる」 CMYの減法混色は「特定の波長を通さないフィルタを重ねる」 と言う感じです。 黄色は青を通さないフィルタ、マゼンタは緑を通さないフィルタなので、減法混色で黄色とマゼンタを混ぜると「青と緑を通さないフィルタ」となり、白色光から青と緑が取り除かれて赤のみ残り、赤く見えます。

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質問者からの補足

ご回答ありがとうございます。加法・減法混色の仕組みは理解しているつもりです。そして減法混色に一番明度の高い黄色を採用しなければ・・・と言ったのは、減法混色がフィルタを重ねた際もとの色より暗くなる為、一番明るい色を原色としなければ再現できない色ができるからと考えたからです。 ただ問題の趣旨はなぜ減法混色三原色にCMYを採用したかを知りたいのですが。

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