「智恵の楽しい実験教室」 「光の３原色」 「色の３原色」実験 今、これをご覧いただいてる、 パソコンのモニターやテレビなどは、 赤・緑・青の３色で全ての色を表現してるということを ご存知の方もたくさんいらっしゃると思います。 この下で、チカチカしているものも、 赤・緑・青の組み合わせで作られた色ばかりです。 それでは、早速問題でーす！ この、赤・緑・青が重なった部分は 　　　何色になるでしょうか？ 回答は・・・ あらら･･･意外にも、3色重なったところは、白!! 2色ずつ混ざったところも下のような色になります でもでも、絵の具を混ぜたら？ それは、予想通り!?・・・黒になります。 じゃ、このモニターが映し出す色と 　　　　　絵の具の色の違いって何なのでしょう？ モニターは光を見ている そう、モニターは光そのものを見ているので、真っ暗闇の中でも 見ることが出来ますよね。 この光の 赤・緑・青 が混ざると白色になるのです。 　　　　こちらを、「光の３原色」= RGB と言います。 絵の具は反射される色を見ている これに対して、絵の具の方は、当然のことながら、真っ暗闇の中では見ることが出来ません。 絵の具に何らかの光が当たって、絵の具から反射されてくる色を見ているのです。 通常、色を表す場合には、シアン・イエロー・マゼンタ を 使いますが、この３色が混ざると黒色になります。（理論上） 　　　こちらを、「色の３原色」= CMYと言います。 　　　　プリンターのトナーでおなじみの色ですね。 （プリンターでは、実際には3色混ぜても真っ黒にはならないので、 　　　　　　　　　　　ブラックのトナーを加えて、CYMKとなります。） 実はこの、色の3原色と光の３原色には、おもしろ〜い関係が･･･ 　　　　　どうか、最後まで読んでみてね!! 色の表し方は･･･ 色は、６桁の16進数で表します。 ｆｆｆｆｆｆ といった感じですが、最初のffが赤色の度合いです。 16進数が２桁ですので赤だけで16ｘ16＝256通りの度合いが選べます。 真ん中のffは緑の度合い、最後のffが青の度合いになります。 なので、この3色を使って、色を表すと、なんと！ 　　　　　　256ｘ256ｘ256＝16777216　　 　　　　　　　　　　　　　通りもあるということになりますね。 例えば、赤色はff0000、緑は00ff00、青は0000ffとなります。 赤と緑を混ぜたら、ffff00で黄色になり、 緑と青を混ぜると、00ffffでシアンになり、 青と赤を混ぜると、ff00ffでマゼンタになります。 微妙な組み合わせにすると、 123456という色は　　こんな色 　abcdefという色は こんな色 fe5589という色は　　 こんな色 66cc00という色は　　 こんな色 といった具合に色んな色が出来ますね・・・ 「光の三原色」実験 それでは、まず「光の３原色」の実験をやってみましょう！ 用意するものは、赤、緑、青のセロファンを貼った懐中電灯と、 白のスクリーン。紙でも布でも白い壁でもOKですよ。 やり方は、部屋を暗くして、これらの懐中電灯をスクリーンに 向けて入り切りして、重なった部分の色の確認をしてみましょう。 次の画面では、ちょっと現実的ではありませんが、赤・緑・青の濃度が 調整出来る懐中電灯になっていますので、濃度を調整して重なった部分 の色合いを見てみて下さいね。 光の三原則(RGB)の計算方法 先ほどの実験で、ご覧いただいたように、光の3原色を 混合させて出来た色は、 　　　　　　赤の配分＋緑の配分＋青の配分 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　になっていました。 例えば、赤ff＋緑ff＋青ffではffffffの白となり、 　　　　赤ff＋緑00＋青ffではff00ffのマゼンタとなり、 　　　　赤ff＋緑99＋青00ではオレンジ色 といった感じで、さまざまな色を作ることが出来ます。 このように、各色の成分を加算すればいいと言うことから RGBは、「加色混合」と言われています。 しかし、色の3原色(CMY)の場合、絵の具を混合して、 白色にならず黒色になったことからもわかるように、 このようには計算出来ません。 こちらは、「減色混合」と言われますが、 そのメカニズムを考察してみましょう！ 絵の具の色が見える理由 最初に少しだけ書きましたが、絵の具は自分で光を出しませんから、 当然、真っ暗なところでは、見ることはできませんね。 絵の具に、何らかの光が当たって、見れるわけです。 例えば、赤い絵の具の場合、（図参照） このように、光を吸収して、減色することから、 　　　　　　　　　　色の３原色は 減色混合 と言われます 　　　　　緑色の絵の具に 　　　白色光(ffffff)が当たると 赤＋青の成分(ff00ff)マゼンタを吸収 　　　00ff00の緑の成分を反射 　　　　　青色の絵の具に 　　　白色光(ffffff)が当たると 赤＋緑の成分(ffff00)イエローを吸収 　　　0000ffの青の成分を反射 理論上、吸収された残りの成分が反射されるわけですから、 吸収される色と反射される色は補色関係にあると言えますね。 色の三原色は光の三原色の補色 色の３原色となるのは、シアン・マゼンタ・イエローです。 そして、それらの頭文字を取って、CMY方式と呼ばれ、 プリンターなどで、おなじみですよね。 色の３原色は、光の３原色の 赤・緑・青の補色です。 シアン(00ffff) = 白色(ffffff) − 赤色(ff0000) マゼンタ(ff00ff) = 白色(ffffff) − 緑色(00ff00) イエロー(ffff00) = 白色(ffffff) − 青色(0000ff) 色の重なりの違いを見てみよう！ このように、光の3原色と色の3原色はどこをとっても補色関係にあることがわかりますね。 また、光の3原色の場合は色の重なった部分、例えばイエローは ffff00=ff0000(赤)＋00ff00(緑)　といった加色混合でしたね。 しかし、色の3原色は、このように計算できそうにありません。 ではどのように計算すればいいのでしょうか？ 色の3原色の重なりを計算 　　例えば、シアンとマゼンタを重ねた青の0000ffを求めるには、 �@ シアン00ffffとマゼンタff00ffを一旦補色に戻して、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　赤ff0000と緑00ff00にします。 �A そしてそれをたすとffff00の黄色になりますね。 �B それをまた補色にすると、0000ffの青になるというわけです。 色の3原色の重なりを計算 　また、456789　と　ff0099こんな色を混ぜる場合には、 �@ 456789を補色にすると、ffffff-456789=ba9876 　 ff0099 を補色にすると、ffffff-ff0099=00ff66 �A そしてそれをたすのですが、このときには注意が必要です。 　　赤の成分のところは、ba+00=baですが、 　　緑の成分のところは、98+ff=197で、ffを超えてしまいます。 　　　　このときは、緑はめいっぱいのffを採用です。 　　青の成分のところは、76+66=dcで、ffを超えないからdcです。 　 従って、補色に戻して、合成したものは、baffdcですね。 �B そして、この baffdc をもう一度補色にすると、 　　　　　ffffff-baffdc=450023 　　　　　　　　　　　　こんな色になるというわけです。 同様にして、3色、4色･････と混ぜた場合にも計算出来ますが 色の3原色では、混ぜれば混ぜるほど黒に近くなっていきますね。 それに対して、光の3原色では 　　　　　　　 混ぜれば混ぜるほど白に近くなっていきます。 ３色を混合させてみてね！ それぞれの ○ をドラッグして色んな色を作ってみてね！ 混ぜる前の色はどんな色？ 先ほどは、色んな色を混ぜたら何色になるか？を試していただきました。 でも、実際にプリンターなどで印刷するときは、シアン、マゼンタ、イエロー の３色を使うので(黒トナーも使いますが) 今度は、印刷したい色を決めて、 それに必要な、シアン、マゼンタ、イエローの割合を求めてみましょう。 例えば、赤 ff0000 は色の３原色の重なりを見てもわかるように、 マゼンタ ff00ff とイエロー ffff00 を 同量ずつ混ぜたら出来ますね。 しかし、例えば こんな色　　ffcccc や、こんな色　　eeffcc のように、白に近い色は、どう考えても、シアン、マゼンタ、イエローの ３色の組み合わせで作れそうにありませんよね。 実際には、印刷するときに、「あみ点」といって、 トナーの密度を下げて白い紙に印刷することで白っぽい色を出すそうです。 下地の白を見せてるわけですね。 なので、黒い紙に印刷すれば、当然黒っぽい色になるわけですね。 今回は、その印刷密度を変えずに、白色を混ぜて、考えたいと思います。 ここでもやはり、補色の概念 を使います。 例えば、ffccccこんな色を作ることを考えてみましょう。 　　　　まず補色を計算して003333になります。 　　　　　　　前の2桁 00 がシアンの割合 　　　　　　　中の2桁 33 がマゼンタの割合 　　　　　　　後の2桁 33 がイエローの割合です。 白の割合はffからそれぞれの成分の最大のもの（今回は33）を引いて 　　　　　　　　　　ff-33＝cc　になります。 なので、ffccccこんな色を作るには 　　マゼンタ：イエロー：白　＝　33：33：cc　 解かりやすく、10進数に変換すると、 　　マゼンタ：イエロー：白　＝　51：51：204　＝　1：1：4 　　　　　　　　・・・という風になりますね。 　あくまで理論上の計算ですので、 　　　実際には少し出来上がりの色も変わるかも知れませんが･･･ ○ をドラッグして作りたい色を選択してね。 それでは、最後に色の世界をお楽しみ下さい･･･ 最後まで、ややこしい16進数計算や私流の変な色理論？などに お付き合いいただき、本当にありがとうございました。