原色

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原色（げんしょく、primary colors）とは、混色することであらゆる種類の色を生み出せる、互いに独立な色の組み合わせのこと。互いに独立な色とは、たとえば原色が三つの場合、二つを混ぜても残る三つ目の色を作ることができないという意味である。

人類の目においては、原色は三つの色の組み合わせであることが多い。たとえばテレビモニターや照明などで、異なる色の光を重ねて新たな色を作る「加法混色」の三原色は、通常赤・緑・青の三色である。また、絵具を混ぜたりカラー印刷で色インクを併置するときに行われる「減法混色」の場合の三原色は、マゼンタ・シアン・黄の三色である^[1]。

原色とされる色の選択は基本的には恣意的なものである。加法混色の三原色に使う赤・緑・青も多様であり、表現のしやすさなどを考えに入れてさまざまな基準が定められている。またたとえば、リュミエール兄弟が開発した初期のカラー写真・オートクローム（Autochrome Lumière）では、赤・緑・青のほかにオレンジ・緑・紫の組み合わせも使われた^[2]。

目次 1 生物学的な基礎 2 加法混色 3 減法混色 3.1 伝統的な減法混色 3.2 CMYK、あるいは四色印刷 4 四つの「純粋な」色 5 関連項目 6 脚注 7 外部リンク

[編集] 生物学的な基礎

原色は光の本質的な要素ではない。原色は、生物の眼が光に対して起こす生理学的反応と結び付けられている。レーザー光のような単色光は別として、天然光や照明などの光は、あらゆる波長の放射エネルギーが合成されており連続的なスペクトルを持つ。その刺激値空間は無限次元にわたるが、人間の目はこれを次のような受容の仕方によって三次元の情報として処理している^[3]。

人間の目の奥の網膜には一面に光受容細胞（錐体細胞と桿体細胞）があるが、光量が充分な場合は三種類からなる錐体細胞が反応する。錐体細胞には、長波長に反応する赤錐体、中波長に反応する緑錐体、短波長に反応する青錐体の三種類があり、それぞれの波長に最も反応するタンパク質（オプシンタンパク質）を含む。これらが可視光線を感受することで信号が視神経を経由して大脳の視覚連合野に入り、ここで赤・緑・青の三種類の錐体からの情報の相対比や位置を分析し、色を認識している。

人間など、三種類の色覚受容体をもつ生物の色覚は「三色型色覚」（trichromacy）とよばれる。これらの種の生物は、光刺激を三種類の錐体で受けとめ三次元の感覚情報として処理し、あらゆる光の色を三つの原色の混合比として捉える^[3]。

色覚受容体の種類の数が違う生物は、異なる数の原色によって色を感じている。たとえば四色型色覚（tetrachromacy）を持つ生物には四種類の色覚受容体があり、四原色の組み合わせで色を認識している。人間は波長800ナノメートル（赤）から400ナノメートル（紫）の範囲までしか見ることができないが、四色型色覚の生物は波長300ナノメートルの紫外線まで見ることができ、四番目の原色はこの短波長の範囲にあると考えられる。

鳥類や有袋類の多くは四色型色覚を持つが、人間でも女性の中には四色型色覚を持つ人もいる^[4][5][6]。X染色体にある赤錐体と緑錐体の遺伝子は時として変異により赤・緑のハイブリッドの錐体細胞を作ってしまい色覚障害を起こすことがあるが、女性の場合はX染色体が2つあるため、1つのX染色体でこのような変異が起こってももう一方で正常な赤錐体と緑錐体が作られれば、赤・緑・青のほかに長波長の範囲にもうひとつの原色を認識することになる^[7]。人間の色覚受容体が反応する波長は個々人においても多様であり、色覚の「正常」な人の間でも微妙な色覚の差として現れる^[8]。人間以外の生物の場合、こうした多様性の幅は大きいが個々の生物はそれに適合していると考えられる^[9]。霊長類以外の哺乳類のほとんどは緑と青の二種類の色覚受容体しか持たないため二色型色覚（dichromacy）であり、原色は二色しかない。

大多数の人間のもつ三色型色覚以外の生物の見る世界は色が狂って見える、と考えるのは誤りと言える。そのように生まれた生物にとってはそれが普通な世界の色であり、そうした生物が色を知覚する能力は人間の色覚の能力とは種類が違うであろう。また人間にとって自然な色に見えるものは、他の生物たちにとっても自然に見える。しかし三原色の光を使って人工的に再現した色（たとえばカラーテレビの画面）を見る場合、人間にとっては自然な色に見えても他の生物にとっては自然な色には見えない。つまり、原色を使って色を再現するときには、再現する者の色覚のシステムに依存した再現がなされる。

[編集] 加法混色

詳細はRGBを参照

色を表現する媒体のうち、様々な色の発光体を組み合わせて観る者の方へ放つことで色刺激を起こすものは、加法混色を使用して色を作っている。この場合、典型的に使われる原色は赤（Red）・緑（Green）・青（Blue）の三色である。

白色の光を合成する為の波長を「光の三原色」や「色光の三原色」と言い、下記の三色を用いる。

• ■ 赤（橙赤）（波長: 625-740 nm）
• ■ 緑（波長: 500-565 nm）
• ■ 青（紫青）（波長: 450-485 nm）

テレビほかディスプレイ類はこの三原色からなる「RGB表色系」を用いて様々な色を加法混色で作る代表的な例である。原色として用いられる三色は、幅広い色を表現するために色度図上で可能な限り大きなカラートライアングルを描ける色相・純度の色であり、蛍光体や燐光体の手に入りやすさ（またはコストや使用電力など）も加味して選ばれている。ITU-Rの勧告BT.709-2（ITU-R BT.709-2）で定められたsRGBはその例である。

赤と緑の光を重ねて投影すると黄色・オレンジ色・茶色の影ができる^[10]。緑と青の光を重ねるとシアンの影が、赤と青の光を重ねると紫とマゼンタの影ができた。三つの原色を等しい割合で重ねると、灰色および白色の影ができた。こうして生成される色空間を、RGB色空間という。

国際照明委員会（CIE）が1931年に定めたCIE標準表色系（CIE 1931 color space）は、単色の原色の定義に当たりその波長を435.8ナノメートル（青）、546.1ナノメートル（緑）、700ナノメートル（赤）とした。カラー・トライアングルの各頂点（三原色）は、色度図に描かれた馬蹄形の曲線上（最も彩度の高い「スペクトル色」の軌跡）に置かれ、可能な限りの大きさ（色の幅の広さ）を実現している。しかしこのトライアングルにある赤と紫の限界の波長を現行のディスプレイで表現するには発光効率が非常に低くなるため、この三原色を実際に使うディスプレイ類はない。

[編集] 減法混色

詳細は減法混色を参照

色を表現する媒体のうち、色や光を反射して観る者に色刺激を起こすものは、減法混色を使用して色を作っている。

物体の表面を特定の色にする為にインク等を塗る場合、元の光を遮る形で色を作る。その合成の元になる基本色は一般に「色の三原色」や「色料の三原色」と言われ、下記の三色を用いる。

• ■シアン（緑青、碧）
• ■マゼンタ（赤紫、紅）
• ■イエロー（黄）

この三色を合成して着色された物体の表面は、光の三原色の場合と反対に黒色になる。

[編集] 伝統的な減法混色

RYB（赤、黄、青）はかつての減法混色における三原色（色の三原色）であり、近代の科学的な色彩理論に先立つものである。美術および美術教育において使われ、特に絵画では盛んに使われた^[11]。

RYBは標準的な色相環の中で正三角形をなす。またこの三原色を混ぜ合わせてできる二次色（VOG：紫、オレンジ、緑）がもう一つの三角形をなす。特定の色相環の中で等距離にある三色が「色の三角形」をなすが、知覚的に均等に配された色相環の中ではRYBもVOGも等距離にはならない。RYB色相環においては、これらが等距離になるように色相環が作られていた^[12]（ゲーテの色彩論も参照）。

画家たちは長年、パレットの上に三つ以上の「原色」の絵具を置いて色を混ぜていた。たとえば赤、黄、青、そして緑が「四つの原色」とされた^[13]。この四色は現在でも心理的な原色として認知されている^[14][15]が、赤、黄、青が三つの心理的な原色として挙げられ^[16]、白と黒が第四・第五の原色に加えられることもある^[17]。

17世紀後半にアイザック・ニュートンがプリズムにより太陽光を分光させてスペクトルを取り出す実験を行ったが、18世紀の色彩理論の専門家たちはこれを意識して赤・黄・青を三原色と考えた。これらは基本的な感覚の性質と推定され、すべての物理的な色についての感覚や、顔料や染料の物理的な混合の中には、この三色が混ざっていると考えられた。しかし、赤・黄・青の三色の混合では他のすべての色を作ることはできないという多くの反証があったにもかかわらずこの理論はドグマと化し、今日にまでこの考えは残っている^[18]。

赤・黄・青の三色を原色として使った場合の色域は比較的小さなものとなり、なかでも鮮やかな緑・シアン・マゼンタを作ることができないという問題があった。これは知覚的に均等に配された色相環においては赤・黄・青は間隔が偏っていることが原因であった。こうしたことから、今日の三色印刷・四色印刷やカラー写真ではシアン・黄・マゼンタが色の三原色として使用される^[19]。

多くの画家は、赤・黄・青の絵具から作れない色（RYBモデルには納まる場所のない色）の絵具を別にパレットに置いている。ある者はパレットに置く三原色に、印刷業者の使うより幅広い色の作れるシアン・黄・マゼンタを置き、またある者は色域を広げるために六つ以上の絵具を原色として使用している^[20]。

[編集] CMYK、あるいは四色印刷

詳細はCMYKを参照

印刷産業では、様々な色を表現するために減法混色の原色であるシアン、マゼンタ、黄色の三色が用いられる。「シアン」や「マゼンタ」という色名が標準的に使われる以前は、印刷の三原色は「青緑」や「紫」、あるいは「青」や「赤」などとも呼ばれていた。正確な三原色は長年の間に、新たな顔料や技術の開発とともに何度も変えられている^[21]。

黄色とシアンを混ぜると緑が、黄色とマゼンタを混ぜると赤が、マゼンタとシアンを混ぜると青が生まれる。理論上は三色すべてを均等な割合で混ぜると灰色になり、三色に充分な光学濃度（光学密度、optical density）があれば黒が生まれるはずである。実際には、泥のような茶色になりきれいな黒は作れない。美しい黒を印刷するため、また三原色のインキを節約し消費量と乾燥時間を減らすため、この三色に加えて黒のインキがカラー印刷に使われる。

これはCMYKモデルとよばれるもので、シアン（cyan）、マゼンタ（magenta）、イエロー（yellow）、キー（key）の略語である。キーとは印刷する画像の細部（輪郭や濃淡）を表現するために用いられるキープレートという版の略称で、通常は黒インキが使われる^[22]。

実際には、絵具など実際の物質からできた着色料を混ぜることはより複雑な色の反応を起こす。三原色の顔料を混ぜるより、天然の色からできた中間色の顔料を使うほうがより明るく彩度の高い色が得られる。また顔料の持つ天然の性質も混色の過程に干渉する。たとえばマゼンタと濃緑のアクリル絵具を混ぜると、暗いシアンができる。これは混色が完全な減法混色ならば決して起こらないことである。印刷の場合は、三原色の顔料は実際には混ぜられることなく、網点（ハーフトーン）の状態で印刷され、一定のパターンで配置された各色の微小の網点を見ることにより、頭の中で色が混ぜられ色調が表現される。

減法混色では、白の顔料を加えることで一定の効果を挙げられる。原色の着色料の量を減らすか酸化亜鉛など反射度の高い白の顔料混ぜることでを色の色相は変えずに彩度を低めることができる。また減法混色印刷は、印刷面や紙面の色が白かまたはそれに近い場合、もっとも効果を発揮する。

減法混色のシステムは、RGBのカラートライアングルのように、色度図上で色域を簡単にあらわす方法はなく、色域は三次元のモデルで表現する必要がある。また二次元の色度図や三次元の色空間でCMYKの色域を表現する試みは非常に多くある^[23]。

実際の印刷では、CMYKに加えて蛍光色などの特色インクを用いて色彩表現の幅を広げる事が良く行われる。またパソコン用のカラープリンタでは、以前は低価格機ではコストダウンのためにCMYのみのモデルも存在したが、現在ではCMYKにやはり中間色のインクを加えて色再現性を高めるのが主流となっている。

[編集] 四つの「純粋な」色

心理視覚の研究および反対色モデルの研究により、四つの「純粋な」または「ユニークな」色の概念が生まれている^[24]。赤と緑は反対色の軸をなし、黄色と青はもう一つの反対色の軸をなす。

このモデルでは、加法混色や減法混色のように、色を組み合わせて他の色を作るといった物理的な混色は考慮に入れられていない。

[編集] 関連項目

• 色彩理論
• 二次色（Secondary color）
• 三次色（Tertiary color）
• 視覚
• 色空間
• HSV色空間
• HLS色空間

[編集] 脚注

[編集] 外部リンク

• Handprint : do "primary" colors exist? – a comprehensive site on color primaries, color perception, color psychology, color theory and color mixing.
• Ask A Scientist: Primary Colors
• The Color-Sensitive Cones at HyperPhysics
• Color Tutorial