色彩編 / 1章 色の知覚

色の知覚

色は物の性質ではなく、光の波長を目と脳がつくり出した感覚。その三属性(色相・明度・彩度)と、画面の加法混色(RGB)/印刷の減法混色(CMYK)を歴史からたどり、なぜ画面と印刷で色が違って見えるのかまで理解する。

ねらい

「赤いリンゴ」と言うとき、私たちは「リンゴは赤い」と思っている。でも、これは正確ではない。リンゴ自体に「赤」という性質がしみ込んでいるわけではない。色は、光と目と脳の三つがかりで作る“感覚”だ。

このクエストのねらいは二つ。一つ、色がどこから生まれるのかを知ること。二つ、色を扱うときに必ず出てくる二つの仕組み――画面の色(RGB)と印刷の色(CMYK)――が、なぜ別物で、なぜ食い違うのかを、理由ごと身につけることだ。これが分かると、「画面ではきれいだったのに、印刷したらくすんだ」という制作の事故を、感覚ではなく理屈で説明できるようになる。

よくある誤解 「物に色がある」 ほんとうは 光 × 目 × 脳 がつくる「感覚」
図1:色は物の中にあるのではなく、光・目・脳の三者がその場で作り出している。

色は「物の性質」ではない —— 光の波長を目が拾っている

まず、いちばん土台の話から。私たちが「光」と呼んでいる、太陽や電球から来るもの。あれは、まっすぐ進む見えないだ。そして波には波長(波の山から次の山までの長さ)がある。この波長の違いが、色の正体だ。波長が長い光を目が拾うと「赤っぽい」感覚になり、短い光を拾うと「青っぽい」感覚になる。

これを最初に実験で示したのが、アイザック・ニュートンだ。1666年ごろ、彼は暗い部屋で、細いすき間から入る太陽光をプリズム(三角形のガラス)に通した。すると、白く見えていた光が、虹の七色に分かれて壁に映った。つまり――白い光は、はじめから多くの波長が混ざったものだった。 プリズムはそれを波長ごとに分けただけだ。注意してほしいのは、ニュートンが示したのは「いろんな波長が混ざっていた」ことであって、「色という感覚が光の中に入っていた」ことではない。波長が「色」という感覚に変わるのは、このあと見るとおり、最後は目と脳の仕事だ。ニュートンはこの実験を『光学(Opticks)』(1704) でまとめた。

ニュートンの実験(1666年ごろ) 白い光 プリズム 虹の色
図2:白い光は単色ではなく、いろんな波長の混合。プリズムはそれを波長ごとに分けて見せただけ。

ここで大事な追加が一つ。波長を「色」に変えているのは、最後はだ。目の奥には、光を感じる細胞があり、特に色を見分ける細胞(錐体/すいたい)は、長い波長・中くらいの波長・短い波長の三種類に反応する。そして、長い波長は“赤っぽい”、中くらいは“緑っぽい”、短い波長は“青っぽい”感覚につながる。 脳は、この三種類がどれくらい反応したかの「組み合わせ」を読んで、色を決める。だから――同じ物でも、光が変われば波長が変わり、色も変わる。夕方のリンゴが昼と違って見えるのは、これが理由だ。色は物に固定された性質ではなく、そのつど計算される感覚なのだ。

光(波長) 長・中・短 目(錐体3種) 長い波長=赤っぽい 中くらい=緑っぽい 短い波長=青っぽい 脳が組み合わせを読む =「色」が決まる
図3:三種類の細胞の反応の「組み合わせ」を脳が読んで色を作る。長=赤、中=緑、短=青の感覚につながる。

色の三属性 —— 色相・明度・彩度の三本の物差し

色を「なんとなく」ではなく正確に言うには、物差しがいる。その物差しが三属性だ。どんな色も、この三つの数字で言い表せる。バラバラに見える色を、三本の軸で整理する道具だと思えばいい。これを体系立てたのが、アメリカの画家・教師アルバート・マンセルで、著書『A Color Notation』(1905) にまとめた。今の色の表し方の土台になっている。

三本の物差しはこうだ。

  • 色相(しきそう/いろあい) … 赤・黄・緑・青…という「色味の種類」。波長の違いそのもの。
  • 明度(めいど/あかるさ) … その色の明るい・暗い。白に近いほど高く、黒に近いほど低い。
  • 彩度(さいど/あざやかさ) … 色味の強い・弱い。鮮やかなほど高く、灰色に近づくほど低い。
色相(いろあい) 色味の種類 明度(あかるさ) 明るい→暗い 彩度(あざやかさ) 鮮やか→灰色っぽい どんな色も「色相・明度・彩度」の三つの数字で言い表せる 例:「明るくて鮮やかな赤」=色相は赤・明度は高め・彩度は高い
図4:三本の物差し。色相は色味の種類、明度は明暗、彩度は鮮やかさ(同じ赤で鮮やか→灰色っぽい)。

なぜ三つに分けると良いのか。一つの軸だけ動かせるからだ。「もう少し落ち着かせたい」なら彩度だけ下げる。「暗すぎる」なら明度だけ上げる。色味(色相)はそのままに。三属性を知らないと「なんか違う」としか言えないが、知っていれば「彩度が高すぎる」と原因を一語で名指しできる。これは前章の「恣意性を殺す」の、色における実装だ。

加法混色(RGB)—— 光を“足して”白に近づく

ここから、色を扱う二つの仕組みに入る。一つ目が加法混色(かほうこんしょく)。光そのものを混ぜる方式で、スマホ・PC・テレビの画面はすべてこれだ。

仕組みはこう。画面は、ごく小さな赤(R)・緑(G)・青(B)の三つの光の点でできている。これを目が混ぜて一つの色に感じる。ポイントは、光は足し算だということ。何も光っていない状態は真っ暗=黒。そこに赤と緑と青の光をぜんぶ足して最大にすると、になる。光を足すほど明るくなるから「加法(足す)」と呼ぶ。この三色を光の三原色という。Webで色を #FF0000(赤)のように書くのも、このR・G・Bの強さを数字で指定しているだけだ。

加法混色(RGB・画面):光を足すほど明るい 出発点=黒(光ゼロ) +赤 +緑 +青 R+G+B 全部足す=白 足すほど 明るくなる
図5:画面は黒からスタート。赤・緑・青の光を足すほど明るくなり、全部足すと白になる。

なぜ赤・緑・青なのか。さっきの図3を思い出してほしい。人の目には、長い波長・中くらい・短い波長に反応する三種類の細胞があり、それぞれ「赤・緑・青っぽい」感覚につながっていた。赤・緑・青の光は、ちょうどこの三種類をそれぞれ刺激する。だから、この三色の光の強さを変えるだけで、目をだまして「あらゆる色」を作れる。画面が三原色でできているのは、人間の目の作りに合わせた結果なのだ。この「目は三種類で色を見る」という考え(三色説)は、トマス・ヤング(1802) が唱え、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツが発展させた(ヤング=ヘルムホルツの三色説)。

減法混色(CMYK)—— インクで光を“引いて”黒に近づく

二つ目が減法混色(げんぽうこんしょく)。インクや絵の具を混ぜる方式で、印刷物・紙・絵はすべてこれだ。そして、ここが加法混色と正反対になる。これが「画面と印刷で色が違う」の核心だ。

まず大前提。紙そのものは光らない。私たちが印刷物を見られるのは、部屋の光が紙に当たって、はね返ってくるからだ。ここでインクの役目は何か。インクは、当たった光のうちある波長を吸い込んで、捨てる。残った(はね返ってきた)波長だけが目に届いて、色に見える。たとえば赤いインクは「赤以外の波長を吸い込み、赤だけ返す」。つまりインクは、白い光から色を引き算しているのだ。だから「減法(引く)」と呼ぶ。

減法混色(CMYK・印刷):インクが光を吸って引き算する 白い光 赤インク 紙+インク 赤だけ返る (他は吸われた)
図6:インクは当たった光の一部を吸い込み、捨てる。残って返ってきた波長が「色」に見える。

引き算だから、出発点も逆になる。加法混色は「黒(光ゼロ)」から始めて足すほど白に近づいた。減法混色は「白い紙」から始めて、インクを重ねるほど暗くなっていく。光をどんどん吸い取るからだ。印刷の三原色はシアン(C=青緑)・マゼンタ(M=赤紫)・イエロー(Y=黄)。この三色には、それぞれ吸う相手がいる。シアンは赤を、マゼンタは緑を、イエローは青を吸う。 だから三つ重ねると、赤・緑・青を全部吸い取り、返る光がゼロ=理屈では黒になる。図5(足すと白)の、ちょうど裏返しだ。ところが実際のインクでは、純粋に吸いきれず、濁った焦げ茶にしかならない。そこで、はっきりした黒を出すために黒(K)のインクを別に足す。これがCMYKだ(KはKey plate=黒の版に由来)。

インクを重ねるほど暗くなる(光を吸う) 白い紙 C・M・Y 重ねる 黒K を足す C・M・Yを全部重ねると理屈では黒。でも実際は濁った焦げ茶になるので 黒インク(K)を別に足す = CMYK
図7:白から始め、シアン・マゼンタ・イエローを重ねるほど暗い。きれいな黒のために黒(K)を加えてCMYK。

なぜ画面と印刷で色が違って見えるのか

ここがこのクエストの肝だ。同じ「赤」を指定しても、画面と印刷で違って見える。これは誰かのミスではなく、仕組みがそもそも逆向きだから起きる、避けられない現象だ。

理由は二つある。一つ目は、いま見た足し算と引き算の違い。画面は光を自分で出して「足す」。印刷は外の光を「引く」。出発点(黒スタートか白スタートか)も、混ぜる三原色(RGBかCMYKか)も逆だ。だから、ある色を画面で作る道筋と、インクで作る道筋は、まったく別物になる。

二つ目は、作れる色の範囲(色域/しきいき)が違うこと。色域とは「その方式で表現できる色の全部」のこと。光を直接出すRGBのほうが、インクで光を引くCMYKより広い。特に、鮮やかな緑や青、明るいオレンジは、画面では出せても、インクでは再現しきれない。だから――画面の鮮やかな色を印刷に回すと、CMYKで出せる範囲まで自動的に引き戻され、くすんで見える。これが「画面ではきれいだったのに」の正体だ。

作れる色の範囲(色域)の違い RGB(画面)=広い CMYK(印刷)=せまい この枠の中の色しか印刷では出せない 鮮緑 外側(●)の鮮やかな緑・青・橙は、印刷に回すと内側のくすんだ色(●)に引き戻される
図8:RGBの広い範囲のうち、CMYKの枠の外にある鮮やかな色は印刷で再現できず、彩度の落ちた色にくすむ。

だから制作では、こう備える。最後に紙に出すなら、最初からCMYKを意識して色を選ぶ。 画面だけで完結するWebやアプリならRGBでよい。両方に出すなら、画面の鮮やかさに頼りすぎないことだ。入稿(印刷所にデータを渡すこと)の段でRGBのまま渡すと、自動でCMYKに引き戻されてくすむ。理屈を知っていれば、「印刷したらくすんだ」を事故ではなく予測できる現象として、先回りできる。

まとめ —— 一本の線でつながっている

最後に、ここまでを一本の線でつなぐ。出発点は「色は物の性質ではなく、光の波長を目と脳が読んだ感覚」だった。その感覚を整理する物差しが三属性(色相・明度・彩度)。そして、その色を作る方法が二つあり、光を足すRGB(画面)と、光を引くCMYK(印刷)は正反対だから、食い違って当然――こうつながる。

色=光×目×脳の感覚 波長を読む 三属性で整理 色相・明度・彩度 RGB(画面) 光を足す→白へ CMYK(印刷) 光を引く→黒へ
図9:感覚→三属性で整理→作る方法は逆向きの二つ(RGB/CMYK)。一本の線でつながっている。

譜例

棚(design-gallery)で、実際のサイトや作品の配色を見て、本文の三属性(色相・明度・彩度)でその色を言い表せるか試してみよう。

見るときは、強調に使われている一色について「色相は何色か」「明度は高いか低いか」「彩度は鮮やかか抑えめか」を、三つの言葉で言ってみるとよい。

練習・チェック

  1. 身のまわりの「色」を一つ選び、三属性で言い表してみよう。例:「このノートは、色相は青、明度は低め、彩度は抑えめ」。三つの言葉で言えれば、もう「なんとなく」ではない。
  2. 画面が黒からスタートして白へ向かい、印刷が白からスタートして黒へ向かう理由を、一文で言えるか。(ヒント:足すのか、引くのか)
  3. 友達が「画面ではきれいな緑だったのに、印刷したらくすんだ」と困っている。何が起きたのかを、「色域」という言葉を使って説明してみよう。

用語 GLOSSARY

波長はちょう
光という波の、山から次の山までの長さ。この長さの違いが色味(赤っぽい・青っぽい)の正体。
プリズムprism
三角形のガラス。通した光を波長ごとに分け、白い光を虹の色に分けて見せる道具。
錐体すいたい
目の奥にある、色を見分ける細胞。長い・中くらい・短い波長に反応する三種類があり、脳がその組み合わせで色を決める。
色相しきそう
赤・黄・緑・青…という「色味の種類」。三属性の一つで、波長の違いそのもの。
明度めいど
色の明るい・暗いの度合い。白に近いほど高く、黒に近いほど低い。三属性の一つ。
彩度さいど
色味の鮮やかさの度合い。鮮やかなほど高く、灰色に近づくほど低い。三属性の一つ。
三属性さんぞくせい
どんな色も言い表せる三本の物差し=色相・明度・彩度。マンセルが体系化した。
加法混色かほうこんしょく
光そのものを混ぜる方式。足すほど明るくなり、赤緑青を全部足すと白。画面(RGB)がこれ。
減法混色げんぽうこんしょく
インクや絵の具で光の一部を吸い取る方式。重ねるほど暗くなる。印刷(CMYK)がこれ。
RGBアールジービー
光の三原色=赤(R)・緑(G)・青(B)。画面はこの三色の光を混ぜて色を作る。
CMYKシーエムワイケー
印刷の四色=シアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)+黒(K)。インクで光を引いて色を作る。KはKey plate(黒の版)に由来する(印刷で細部を担い、見当合わせの基準になる版)。
光の三原色ひかりのさんげんしょく
赤・緑・青。人の目の三種類の細胞をそれぞれ刺激するので、この三色でほぼあらゆる色を作れる。
印刷の三原色いんさつのさんげんしょく
シアン・マゼンタ・イエローの三色。インクでこの三色を混ぜて多くの色を作る。光の三原色(赤緑青)と対になる。
色域しきいき
その方式で表現できる色の全範囲。RGB(画面)はCMYK(印刷)より広いため、画面の鮮やかな色は印刷で出しきれない。
三色説さんしょくせつ
目は三種類の受容体で色を捉えるという理論。ヤングが唱えヘルムホルツが発展させた。
入稿にゅうこう
印刷所にデザインのデータを渡すこと。ここで色の方式(RGBかCMYKか)を間違えると、刷り上がりがくすむ。

RULES TO CITE

  • 色を直すときは「色相・明度・彩度」のどれを変えるのか、一語で名指ししてから手を動かす。「なんか違う」で済ませない(典拠2)
  • 落ち着かせたいときは彩度を下げる、暗すぎ・明るすぎは明度で直す、色味そのものは色相で変える――三属性を別々に動かして調整する(典拠2)
  • 紙に出すなら最初からCMYK(印刷の色)で色を選ぶ。画面の鮮やかな緑・青・明るいオレンジはCMYKの色域の外で、必ずくすむ(典拠4)
  • 画面だけで完結するWeb・アプリはRGBでよい。両方に出すなら、画面の鮮やかさに頼った配色にしない(典拠4)
  • 「画面ではきれいだったのに印刷でくすんだ」は事故ではなく仕組み上当然の現象。色域(出せる色の範囲)がRGB>CMYKだと知り、先回りする(典拠4)

典拠 SOURCES

  • Isaac Newton『Opticks』(1704)/プリズム実験は1666年ごろ ― 白色光が複数の波長の光の混合であることを実証
  • Albert H. Munsell『A Color Notation』(1905) ― 色を色相(Hue)・明度(Value)・彩度(Chroma)の三属性で体系化した表色系
  • Thomas Young (1802) が提唱し Hermann von Helmholtz が発展させた「三色説(ヤング=ヘルムホルツ説)」 ― 目が三種類の受容体で色を捉えるという理論(先駆として George Palmer (1777) の三種粒子説があるとされる)
  • 加法混色は James Clerk Maxwell (1861) が三色分解による世界初のカラー写真で実証。減法混色(CMYKの色分解印刷)は19世紀末〜20世紀の製版技術で確立したとされる。KはKey plate(黒の版)に由来

譜例(実例)

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