画像の色彩

色

• 太陽光＝白色光
  • 虹
• プリズム等で７色に分解
• 虹 in Wikipedia
• 回折格子
• 薄膜
  • 構造色
• 単色光 多色光 白色光

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
  
  

  赤

  緑

  青

  
  

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

• R, G, B を軸とする3次元空間
• RGB それぞれ [0,1] の値をとる ... 色立方体
• VRML で表した色立方体
  • VRML の表示には Cortona などの VRML プラグインが必要
• VRML が消え行く運命にあるようなので、ここでは OpenGL を使った例 を紹介します。

rg 色度座標

• 色空間で (1,0,0), (0,1,0), (0,0,1) を頂点とする正三角形
• ベクトル (R,G,B) との交点 -> (r,g,b)
• r + g + b = 1 より、(r, g) で「色度(chromaticity)」を表す
  • r = R/(R+G+B), g = G/(R+G+B)
  • 色度座標にマッピングした色立方体の明るい３面

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 は
  

  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

And many others ...

• 色空間

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）緑、シアン、イエローの他に
• ＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿
• である。

解答

• マゼンタ, 赤, 青