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ホーム›色とデザイン›色彩理論

色はどう見えるか

網膜には、3種類の錐体が約600万個あります。これまでに見た色はすべて、この3種類の反応の強さの組み合わせから生まれます。

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赤、緑、青の3つの理想的な光が、暗い壁を照らします。スライダーを動かして1つの光を暗くし、重なりが変わるのを見ましょう。パネルには、すべての領域の色が16進コードで一覧表示されます。

色は光から始まる

赤いリンゴは赤を含んでいません。当たる太陽光は、400ナノメートル前後の紫から700ナノメートル近くの深い赤まで、あらゆる可視光の波長を運んでいます。リンゴの皮は、短い波長と中くらいの波長のほとんどを吸収し、長い波長を送り返します。その長い波長が目に届き、脳がその結果を赤と名づけます。光を変えると色も変わります。純粋な青いランプの下では、同じリンゴはほとんど黒く見えます。送り返す長い波長の光がないからです。

W3CのCSS Color仕様は、これを慎重に述べています。物体の色は、各波長でどれだけの光を反射するかと、当たる光に左右されます。画面のように光を放つものの色は、各波長でどれだけの光を放つかに左右されます。異なるスペクトルをもつ2つの物体が、まったく同じに見えることもあり、そのとき私たちは、それらが同じ色だと言います。

3種類の錐体

OpenStax College Physicsは、人間の網膜に約600万個の錐体があるとしています。3つのタイプがあり、それぞれが違う範囲の波長に最も敏感です。1つは波長の長い（赤みがかった）光、1つは中程度の波長の（緑がかった）光、1つは波長の短い（青みがかった）光です。1個の錐体だけでは、見ているものの色はわかりません。捉えた光子の数を報告するだけです。色は、脳が3種類の反応を比較したときに現れます。

そのため、黄色の光と、赤と緑の光の混合が、同じに見えることがあります。純粋な黄色の光は、長波長と中波長に敏感な錐体をほぼ同じように興奮させます。同じ場所に赤い光と緑の光を当てても同じです。錐体は同じ信号を送り、脳は同じ黄色を見ます。OpenStaxは、3原色の組は唯一ではなく、ほかの組でも成り立つと指摘しています。赤、緑、青が画面に向いた組なのは、それぞれが主に1種類の錐体を刺激するからにすぎません。

背景1660年代に、アイザック・ニュートンは、暗くした部屋でガラスのプリズムに太陽光を通し始めました。白色光は色の帯でできていること、第2のプリズムではそれらの色をそれ以上分けられないことを示しました。彼は1704年に『Opticks』でこの研究を発表しました。同じ本の中で、帯を曲げて円にし、その縁を音階の比率で七つの部分に分け、中央に白を置きました。その図は最初の色相環の1つで、このコースのあらゆる色相環はそこから生まれています。

画面はこれをどう使うか

スマートフォンの画面を拡大鏡で見ると、小さな赤、緑、青の要素が見えます。画面は黄色の光をつくりません。赤と緑の要素を隣り合わせに点灯させると、小さすぎて別々に見えず、長波長と中波長に敏感な錐体が、黄色に対する反応と同じように反応します。3つとも上げると白が見え、すべて切ると黒、というより画面の暗いガラスが見えます。上のモデルでは、3つの光がすべて重なる中心は白で、2つの組み合わせは、どちらの光単独よりも明るい色になります。これが光を混ぜる規則です。光を足すと、結果は必ず明るくなります。

錐体が報告するものを記述するには3つの数で足りるので、画面上の色を記述するにも3つの数で足ります。このコースの残りは、その3つの数についてです。回して見られる立体にどう並べるか、合う色をどう選ぶか、色が背景に対して読めるかをどう確かめるかを扱います。

  • 1660年代: ニュートンがプリズムで太陽光を分ける。
  • 1704: 『Opticks』が出版され、七つに分けた色相環が載る。
  • 1722年ごろ: ル・ブロンが『Coloritto』で三色印刷を説明する。
  • 1861: マクスウェルが、3枚のフィルター画像からつくったカラー写真を示す。
  • 2018: WCAG 2.1がW3C勧告になる。
ポイント
  • 物体は特定の波長の光を反射し、画面は光を放つ。どちらの場合も、光がスペクトルとして目に届く。
  • 網膜には、3種類の錐体が約600万個ある。
  • 異なるスペクトルでも、錐体を同じように興奮させれば、同じに見えることがある。
  • 画面は赤、緑、青の光を混ぜる。3つとも最大の強さで白に見える。
  1. 赤いリンゴは、日光の下でなぜ赤く見えますか。
    • おもに長い波長を反射するから
    • 赤い光を出すから
    • 赤い光を吸収するから
    • 太陽光が赤いから
  2. OpenStaxによれば、人間の網膜の錐体は約何百万個ですか。
  3. 典型的な人間の目には、何種類の錐体がありますか。
  4. 赤い光と緑の光が白い壁で重なります。何色が見えますか。
    • 黄色
    • 茶色
    • 青
    • 黒
  5. 赤、緑、青の光がすべて同じ場所に最大の強さで当たると、何が見えますか。
    • 白
    • 黒
    • 灰色がかった茶色
    • 紫
  6. リンゴが、純粋な青いランプだけで照らされます。どう見えますか。
    • とても暗く、ほとんど黒
    • 明るい赤
    • 紫
    • 黄色
  7. 2つの光はスペクトルが違うのに、まったく同じに見えます。CSS Color 4は、それらについて何と言っていますか。
    • 同じ色である
    • 一方が間違っている
    • 存在しえない
    • 違う色である
  8. ニュートンの『Opticks』が出版されたのは何年ですか。
  9. ニュートンは、色相環の縁を何個の部分に分けましたか。
    • 7
    • 3
    • 12
    • 6
  10. 画面が赤、緑、青を原色に使うのはなぜですか。
    • それぞれが主に1種類の錐体を刺激するから
    • それが唯一可能な原色だから
    • 最も安い染料だから
    • ニュートンが選んだから
このコースの出典 (14)
  • W3C, Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) 2.2, relative luminance (0.04045 threshold, note on the pre-May-2021 value 0.03928)
  • contrast ratio (L1 + 0.05) / (L2 + 0.05)
  • range 1:1 to 21:1, SC 1.4.1 Use of Color, 1.4.3 Contrast (Minimum) 4.5:1 and 3:1 for large-scale text (18 pt, or 14 pt bold)
  • 1.4.6 Contrast (Enhanced) 7:1 and 4.5:1, 1.4.11 Non-text Contrast 3:1, WCAG 2.1 published June 2018 (w3.org/TR/WCAG22/)
  • W3C, CSS Color Module Level 4, hex notation, hsl with 0deg red, 120deg green, 240deg blue, hsl(60deg 100% 50%) yellow vs hsl(240deg 100% 50%) blue at the same HSL lightness, hue spacing not perceptually uniform, HSL as a cylindrical model (w3.org/TR/css-color-4/)
  • OpenStax College Physics 2e, 26.3 Color and Color Vision: about 6 million cones of three types, red + green gives yellow, no unique set of primaries (openstax.org/books/college-physics-2e/pages/26-3-color-and-color-vision)
  • OpenStax Introduction to Behavioral Neuroscience, 6.2 The Retina: RGB pixels, CMY inks plus black, red-green colour blindness in about 8% of males (openstax.org/books/introduction-behavioral-neuroscience/pages/6-2-the-retina)
  • Smithsonian Libraries, Color in a New Light, The Science of Color: Newton's prism experiments from the 1660s, Opticks 1704, Le Blon's Coloritto (London, about 1722) and the distinction between material colours and coloured light (library.si.edu/exhibition/color-in-a-new-light/science)
  • The Newton Project (University of Oxford)
  • Opticks 1704, Book I Part II Prop. VI: colour circle divided into seven parts in musical proportion, white at the centre (newtonproject.ox.ac.uk/view/texts/normalized/NATP00034)
  • History of Information and Wikimedia Commons file record, Maxwell's 1861 Royal Institution demonstration, tartan ribbon photographed by Thomas Sutton through red, green and blue filters and projected together (historyofinformation.com/detail.php?id=3666)
  • LibreTexts, Coalinga College Drawing Basics 8.4 Color Theory: complementary, analogous, split-complementary, triadic, tetradic (human.libretexts.org)
  • RMIT Colour Theory, Interactive colour wheel and colour relationships (rmit.pressbooks.pub/colourtheory1)
  • University of Delaware Library, Graphic Design guide, Color Schemes, 60/30/10 rule (guides.lib.udel.edu/design/color).

確認日: 2026-10-17