色彩検定3級で覚えることをまとめてみた〜光と色編

   2017/10/07

色彩検定3級を受験するにあたって
スマホでいつでもどこでも
勉強できるように覚えることを
まとめてみました。

今回は光と色のまとめです。

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色彩検定3級で覚えることをまとめてみた〜光と色編

現在photoshopを使用した
画像の色調補正などのフォトレタッチの
仕事をしているのですが

改めて色彩の基礎を学ぼうと思い
色彩検定3級の資格を得るべく
勉強を始めました。

勉強するときに
テキスト持ち歩くのが嫌なので
スマホで見て勉強しようと思い
まとめを書くことにしました。

今回は光と色
まとめたものを書きます。

色はなぜ見えるのか?

色を見るということは
「光源」「物体」「視覚」
の三つの要素が揃ってはじめて成り立つ。

光とは何?

光とは電気と磁気のエネルギーが波となって
空間を伝わっていく電磁波の一種。


出典:色彩検定公式テキスト

《電磁波》
電磁波振幅波長で表すことができる。

振幅〜波の山の高さのこと
波長〜波の山から山までの長さのこと

波長の単位はnm(ナノメートル)
1nmは10億分の1メートル

《可視光》
人間の眼が感じることのできる
波長の範囲は約380〜780nm
この範囲の電磁波を可視光という。

可視光の波長範囲(可視範囲)は
3つに分けることができる。

短波長(約400〜500nm)
中波長(約500〜600nm)
長波長(約600〜700nm)

ちなみに
可視光の短波長側の外側の紫外線
長波長側の外側の赤外線は人間の眼に見えない。

《太陽光とスペクトル》
複合光〜複数の波長によって構成されている光

白色光〜複数の光がほぼ均等にバランス良く
集まった色みを感じさせない無色の光のこと

分光〜光を波長ごとに分けること
光をプリズムに通すと単一の波長の光である
単色光に分けることができ鮮やかな色彩の光が現れる。

スペクトル〜分光された光の帯のこと
長波長側から赤→橙→黄→緑→青→藍→青紫
の順に並んで見える。

《分光分布》
光を波長成分ごとに分けて
その成分をグラフなどで表したもの。

光の性質と色

《物体の色の見え方》
物体に光が当たると光は表面で反射するか
吸収されるか、その物体を透過するかの
いずれかの経路をたどります。

・白く見える物体〜可視光をほぼ全て反射する
・黒く見える物体〜可視光をほぼ全て吸収する
・赤く見える物体〜可視光の長波長(赤の領域)の
光を多く反射するから赤く見える。

《分光反射率曲線》
物体が光の成分であるスペクトルを
どのように反射(あるいは透過)するかという
特性をグラフ化したもの

《正反射と拡散反射》
反射には正反射(鏡面反射)拡散反射がある

正反射〜光の入射角と反射角が等しい反射のこと
(鏡は正反射)
拡散反射〜光があらゆる方向に散らばって反射すること
(拡散反射は光沢のないつや消しに見える)

《正透過と拡散透過》
透過〜光が物体の内部を通過して外部に出てくること

透過には正透過拡散透過がある

正透過〜入射した光が直進して反対側に出ること
(透明ガラスなど)
拡散透過〜光が入射すると様々方向に散らばる。
(曇りガラスなど)

《吸収》
光が物体に当たると波長によって一部が反射、
透過し、残りは吸収される。
反射、透過した波長の光を私たちは物体の色として
見ることができる。
光が全て吸収されると物体は黒く見える。

《屈折》
光は空気や水といったものを通る時には
直進する性質をもっている。
空気から水、空気からガラスといったように
違う物質の境界を斜めに通過する時に光は
進行方向を変える。現象のことを屈折という。
(虹は屈折による現象)

《干渉》
複数の波が重ね合わさったとき
波の山と山(または谷と谷)が足し合わされて
強くなったり、山と谷が合わさって打ち消し
あったりする現象。
(シャボン玉の表面で虹色がゆらゆらと流れる
ように見えるのは光の干渉が起きているから)

《回折(かいせつ)》
波が障害物に当たったり小さな穴を通過したり
した後、波がその先に広がって進んでいく現象をいう。
(コンパクトディスクの表面が虹のように見えるなど)

《散乱》
光は大気中のチリや水滴などの細かい粒子に
当たるとあらゆる方向に散らばる現象。

光は直進する性質を持つので
光源を直接見るのでなければ
チリなどで散乱しないと眼には感じない。

・短波長(青い光)は散乱されやすい
・長波長(赤い光)散乱されにくい

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眼のしくみ

色を見る眼のしくみ

ものの色や形は視覚によって知ることができる。
眼が光を感じて情報を脳に送り
色を感じているのです。

《眼のしくみ》
眼のしくみはカメラと似ています。

強膜脈絡膜=ボディ
角膜水晶体=レンズ
虹彩=絞り
網膜=フィルム

眼球に入った光は角膜で屈折し
虹彩が瞳孔の大きさを変えて光の量を調節
毛様体の基部にある毛様体筋水晶体
厚みを調節して、光をさらに屈折させて焦点を
合わせる微調整が行われる。
その後、網膜に像を結ぶ。

網膜における光の処理

網膜に達した光は、視細胞といわれる
錐体細胞桿体細胞がそれを感じ取って
そこで神経信号に変換される。

変換された信号は神経節細胞へと伝えられ
視神経を通じて脳へと送られて視覚となる。

《網膜の構造》
網膜は様々な細胞からなるいくつかの層で
構成されている。

最も奥が色素上皮層
その手前に視細胞の層があり
最も手前の層が神経節細胞

そして、
視細胞と神経節細胞を結ぶ双極細胞
視細胞どうしを結ぶ水平細胞
神経節細胞どうしを結ぶアクマリン細胞など
それぞを結ぶ細胞が存在し、
これらの細胞が網膜で受け取った
光の情報を処理していく。

《視細胞の種類》
視細胞は大きく分けて二種類ある。

錐体細胞桿体細胞

●錐体〜明るいところで働く
低感度で十分な光がないと神経信号を
出すことができない。
三種類ある。

S錐体(短波長の青の光を感じる)
M錐体(中波長の緑の光を感じる)
L錐体(長波長の赤の光を感じる)

●桿体〜暗いところで働く
高感度でわずかな光でも神経信号を
出すことができる。
一種類しかない。
錐体よりも個数は多い。

照明と色の見え方

●照明〜光によって物や場所を明るくすること
●光源〜光を発するもの

●照明光〜光源からの光
自然光人工光に分かれる

・自然光〜太陽光(昼光)のこと。
・人工光〜白熱電球、蛍光ランプ、水銀ランプ

《昼光(太陽光)》
色は自然に見える。
昼光には短波長から長波長にかけての
成分がほぼ均等に含まれる。

《白熱電球》
色は赤みがかって見える。
黄から赤にかけての長波長の成分が多い。

《蛍光ランプ(昼光色)》
色は少し青みがかって見える。

《水銀ランプ》
色は緑がかって見える。

混色

混色〜2色以上の色を混ぜ合わせて
別の色を作り出すこと。

加法混色〜混色後の色が明るくなる
減法混色〜混色後の色が暗くなる

補色〜無彩色を作ることができる二つの色
(減法混色の補色)

加法混色

《同時加法混色》
色光による混色のこと。

●加法混色の三原色
・R(赤:レッド)
・G(緑:グリーン)
・B(青:ブルー)

混色した色が元の2色よりも
明るくなる色。

・R+G→Y(黄:イエロー)
・G+B→C(青緑:シアン)
・B+R→M(赤紫:マゼンタ)

3色混色すると白になる。

《併置加法混色》
小さな色点を高密度で並べることで
起きる混色。

《継時加法混色》
短時間で行われる変化を眼が見分けることが
できなくなった時に、それぞれの色が混色すること。

減法混色

光がフィルターを透過する際に
それぞれの光が吸収されてもとの色より
暗い色になる混色のこと。

●減法混色の三原色
・C(青緑:シアン)
・M(赤紫:マゼンタ)
・Y(黄:イエロー)

2枚のフィルターが重なると
・C+M→B(青:ブルー)
・M+Y→R(赤:レッド)
・C+Y→G(緑:グリーン)

混色を応用した身近な例

《カラーモニタ》
カラーモニタの発色は併置加法混色で
再現される。

《カラー印刷》
カラー印刷では減法混色と
併置加法混色が併用されている。

《織物と混色》
繊維の染色の色再現は減法混色。
織物は併置加法混色。

《絵の具の混色》
絵の具の色再現は基本的に減法混色。
絵の具を塗った表面は併置加法混色。

まとめ

今回は色彩検定3級で覚えることの
まとめとして光と色をまとめました。

前→ファッション、インテリア
次→色の表示を予定

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