No.11「色を測る(2)」

No.11
色を測る(2)~色の数値的表示方法~

色を定量的に測るには、先ず色を数値的に表現する必要があります。今回は、その方法の一つであるRGB表色系についてお話しします。

RGB表色系

私たちは、色々な色光を混合すると、もとの色光と異なる色を知覚します。この現象を実験的に詳しく調べると、次のような性質があることが分かります。①赤、緑、青のように基本的な3つの色光の明るさを調節して混合すると、任意な色を一意的に再現できる。②色光を複数混合した場合、個々の色光を上述の基本的な3つの色の成分(原刺激と呼びます)に分け、それぞれを加えた値が同じになれば、混合する色光が異なっても同じ色になる。
 上述の①の性質を利用して、波長700.0nm(赤)、546.1nm(緑)、435.8nm(青)の色光を原刺激R、G、Bとして定義し、任意の色光がそれぞれの単位原刺激の何倍の量を含むかを3つの数値で一意的に表すことができます。この方法がRGB表色系です。

等色関数

上述の①と②を利用して、ある色光のスペクトルが測れればその色光のRGBを求めることができます。そのためには、各波長λにおける色光(単色光)の原刺激の大きさrλ、gλ、bλを知る必要があり、図1に示すような方法で実験的に求められます。国際照明委員会(CIE)による測定結果をグラフで示すと図2のようになり、等色関数と呼ばれています。等色関数は各波長の光のRGBへの寄与の大きさを示しており、例えば波長600nmの赤に近い光のRGBへの寄与の大きさはrλ=0.34、gλ=0.06、bλ=0.00となります。ある光のスペクトルが分かれば、各波長の強度にこの寄与の大きさを掛けて、足し算をすることにより、RGBの3刺激値が原理的に計算できるわけです。RGB表色系の問題は、等色関数に負の部分があり、直感的に色を類推できないなどの不都合があることです。そこで、RGB表色系に代わるXYZ表色系が考案されました。これについては次回お話しします。

図1 等色関数の測定方法
図1 等色関数の測定方法
図2 RGB表色系の等色関数
図2 RGB表色系の等色関数

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