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画像の色彩

by 菊地時夫 last modified 2007-05-22 17:01

  • 太陽光=白色光
  • プリズムで7色に分解
  • 単色光

色と波長

  • 可視光 (380~780nm)
  • 紫 380-430, 青 430-460, 青緑 460-500, 緑 500-570, 黄 570-590, 橙 590-610, 赤 610-780
  • 紫(purple)でなく菫(すみれ)色 (violet) ... と、突っ込む人もいる

人間の色覚

  • 眼球の錐体細胞で感知
  • 3種類の錐体細胞

加法三原色

  • 光を加えることで任意の色を実現

減法三原色

  • フィルターを重ねることで任意の色を実現
  • シアン マゼンタ イエロー

色空間

色度座標

等色実験

  • 任意の色の RGB 割合は?

結果の整理法

  • R, G, B を単位直交ベクトルとする
  • 任意の色 C
  • C = α R + β G + γ B
  • α,β,γ の単位は?
  • C を「白色光」としたときそれぞれ 1 となるように単位を定める
  • 改めて、α,β,γ -> R,G,B とし、
  • C = R R + G G + B B

単色光について等色実験

  • 比較対象 C (L) を「単色光」とする(波長の変化のみ)
  • R ... 700 nm
  • G ... 546.1 nm
  • B ... 435.8 nm

等色実験

  • 光の強さがマイナス?

結果

rg 色度座標にマッピング

さー、困った

  • 全ての色は R, G, B で表せるはずだったのでは?
  • R, G, B の選び方による
  • 「仮想原色」を定める

CIE XYZ 表色系

  • X =      0.49000 R      +0.31000 G      +0.20000 B
    Y =      0.17697 R      +0.81240 G      +0.01063 B
    Z =                      0.01000 G      +0.99000 B
    

CIE XYZ 表色系による単色光

CIE xy 色度図

  • RGB->rg と同様に XYZ -> xy

よくある色に関する図

  • たとえば Wikipedia
  • CIE 色度図内に色を表示
  • 現実に見える色は単色光(380-780nm)で囲まれる範囲

Gamut

  • ディスプレイやカラープリンタの色再現範囲
  • RGB(単色光)でも半分くらい
  • 一般のディスプレイは発色に限度があるので、もっと狭くなる
  • たとえば

CMYK

  • Cyan, Magenta, Yellow
  • C = 1 - R, M = 1 - G, Y = 1 - B
  • 「黒」が出ない ... K (黒)を追加
  • 参考

YUV

  • (アナログ)カラーテレビ用
  • 白黒テレビと信号を共用・高周波で U,V を付加
  • Y =  0.299   R + 0.587   G + 0.114   B
    U = -0.14713 R − 0.28886 G + 0.436   B
    V =  0.615   R − 0.51499 G − 0.10001 B
    
  • 参考

本日の問題

  • 色立方体の8つの頂点の色の名前は
  • 白・黒(この2つは正確には色が無い)赤、マゼンタ、イエローの他に
  • ____、____、____
  • である。

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