アンディマンのテクノロジー（援技力）

・色度図上の分布

　「XYZ表色系（Yxy表色系）」は、1931年にCIE（国際照明委員会）で標準表色系として承認された色の表わし方である。マンセル表色系やNCSといった顕色系の色体系と異なり、混色系の色体系である。混色系とは、原色を設定してその混色量で色を表示する体系のことで、色の定量的表示に適している。「XYZ表色系」は、[R][G][B]（Red/Green/Blue）という「色光の三原色」の混色量を原理にしている。この原理は、人間はRGBの3種類の受容器によって色を知覚しているという「ヤング-ヘルムホルツの三原色説」の上に成り立っています。

　CIEは、色の表示を標準化するために[R][G][B]という原色を、赤原色[R]＝700nm（nm=ナノメートル）、緑原色[G]＝546.1nm、青原色[B]＝435.8nmの単波長光と定め、これらの原色を用いた「等色実験」（三原色を調整しながら混色し、等色した＝等しい色に見えた、その瞬間の三原色の各混色量を測る）を重ね、「等色関数」（人間の標準的な色覚を数値化した関数）を定義しました。

　色度図で表現できる色は、色の分布（上図参照）に示した通りであるが、これは明度Lが100の場合を示している。当然のことながら、表色はL値によって大きく変化するのでL値がいくらで表現しているかが色表現のポイントなる。また、色度図の外周はいわゆる純色を示しており（意外と知らない人が多い）、また、本来の色温度は色度（xy）上に座標で示される位置で光源特有の色として表わされる。

・マンセル表色系の特徴

　マンセル表色系（Munsell color system）は、色を分類、整理するための色彩体系の一つである。色の三属性（色相、明度、彩度）を見た目に等しい間隔となるように区分された顕色系の表色系である。

マンセル表色系は、アメリカの画家で美術教育家でもあったアルバート・ヘンリー・マンセル （Albert Henry Munsell, 1858-1918）によって考案された。

現在使われているマンセル表色系は、マンセルの没後、アメリカ光学会（OSA）が実験によって修正を加えたものである。初期のマンセル表色系と区別するために「修正マンセル表色系」と呼ぶ場合もある。

－色相（Hue, ヒュー）

マンセル表色系の色相（Hue, ヒュー）はR、Y、G、B、P（赤、黄、緑、青、紫）の5色 を基本色として、それぞれの中間色相YR、GY、BG、PB、RP（黄赤、黄緑、青緑、青紫、赤紫）の5色を加えた10色を色相を表す記号として使う。

色相の並びは、R、YR、Y、GY、G、BG、B、PB、P、RPとなり、これを時計回りに円環にしたものを色相環と呼ぶ。

マンセル表色系では「10BG、2 .5B、5B、7.5B、10B、2.5PB」など、色相の前に1〜10の数字をつけることで、色みの違いを表す。

5の数字がついた色相は、その色相記号の代表色相となる。

10分割した場合、10YRから1GYまでは「10YR、1Y、2Y、3Y、4Y、5Y（Yの代表色相）、6Y、7Y、8Y、9Y、10Y、1GY」のようになる。（0は使わないため、隣の記号の前に10をつけて表す）

－明度（Value, バリュー）

マンセル表色系の明度はグレースケールを基準とし、理想的な白の明度を10、黒の明度を0として、9色の無彩色を間に均等に置き、合計11段階に設定されている（小数点を入れた数字でも表示できる）

実際の色票では最も明るい明度は9.5、最も暗い明度は1.0となっている

－彩度（Chroma, クロマ）

マンセル表色系の彩度は、無彩色（彩度0）からどれだけ離れているかを表している。

数字が大きくなるほど彩度が高くなる。最高彩度の値は色相によって差があり、また同じ彩度でも色相によって鮮やかさが異なるように見えるす。

－色の表示方法

マンセル表色系では、色の三属性を表す数値を「色相（Hue） 明度（Value）/彩度（Chroma）」の順に表し、英語の頭文字をとって「HV/C」とも呼ばれる。読み方は、「5R 4/14」（ごあーるよんのじゅうよん）のように、明度と彩度を区切る「/」は「の」と読む。

無彩色の場合は、「N3」のように、中性を意味する「Neutral」の頭文字Nの後に明度の数値をつけて表す。

　加えるに、マンセル表色系は、デザイン部門では多用されている色空間である。これは、視覚的な要素を取り入れたことに特徴というかメリットが存在する。写真系では色の一致性を追求でき、均等性のある立体色空間（三次元表示）を好むためにCIE L*a*b*色空間がデファクトスタンダード（業界標準）になっているが、現代の多様性、顕美性、視覚性などに対応させることを考えるとマンセル表色系が良いと考えている。

・ディスプレイの色表現

ディスプレイ（display） はモニタ (monitor) ともいい、コンピュータなどの機器から出力される静止画または動画の映像信号を表示する機器である。

コンピュータの出力機器の一つであり、画像を表示する方法には以下のようなものがある。

－ブラウン管 (CRT)

－液晶ディスプレイ (LCD)

－プラズマディスプレイ (PDP)

－有機ELディスプレイ (OLED)

－マイクロLEDディスプレイ マイクロLEDディスプレイ Micro LED（mLED）

－ビデオプロジェクタ

このうち、ビデオプロジェクタはブラウン管または液晶の表示をレンズで拡大表示するものが多いがデジタルミラーデバイス (DMD) を使ったものもある。

デスクトップパソコン向けの単体のディスプレイ装置は、かつては、ほとんどがブラウン管を使用した、パソコン専用のディスプレイだったため、CRTという用語がディスプレイ装置全体を指すほどであった。また、パソコンのグラフィック出力はテレビ（アナログブラウン管）よりも高解像度になり、専用のディスプレイはテレビよりも高価であった。

しかし1990年代後半から液晶を用いた単体のディスプレイ装置が登場し、2007年頃までにパソコン専用のCRTの新規生産出荷はほとんど行われなくなった。2009年現在では単体のディスプレイ装置の主流は液晶となっている。また、テレビ（デジタル化、液晶、PDP等）も高解像度となり、パソコンと接続して画像表示が可能になっていった。

パソコン専用の単体のディスプレイ装置（ブラウン管・液晶とも）については、パーソナルコンピュータ (PC) 本体とともに、「資源の有効な利用の促進に関する法律」の適用を受けることになり、メーカーによる回収・リサイクルが制度化された。

ビデオ信号はビデオ表示回路（ビデオカードなど）で生成発生され、少なくとも一つ以上の表示規格を満たす。規格には画面サイズ（表示領域の大きさ、表示画素数では無いことに注意）、発色数、水平および垂直方向の走査周波数、信号インターフェースの電気的特性などがあり、これらのいくつかは互いに関係しあう。

技術畑の人たちには「ディスプレイ」という言葉のほうが「モニタ」よりも好まれることがある。これは「機械語レベルのデバッグ」や「スレッド同期機能」をあらわす「モニタ」と混同しやすいためである。コンピュータディスプレイは、他に「ビデオ表示端末」(VDT) とも呼ばれる。

CIE L*a*b*色空間（L*a*b*色空間、CIE 1976）

 L*a*b*色空間（Lab color space）は補色空間の一種で、明度を意味する次元 L と補色次元の a および b を持ち、CIE XYZ 色空間の座標を非線形に圧縮したものに基づいている。

Hunter 1948 L, a, b 色空間の座標軸は L、a、b である。しかし最近では CIE 1976 (L*, a*, b*) 色空間の非公式な略称としても Lab が使われている（こちらは CIELABとも呼ばれ、座標軸は実際には L*、a*、b* である）。このため、単に Lab と記述すると若干あいまいとなる。これらの色空間は用途は相互に関連しているが、実装は異なる。

どちらの色空間もマスターの色空間である CIE 1931 XYZ 色空間から派生したもので、CIE 1931 XYZ 色空間はどのスペクトル出力分布が同じ色として知覚されるかを予測できるが、知覚的均等性はなかった。マンセル・カラー・システムに強く影響され、どちらの"Lab"色空間もXYZ空間から単純な式で変換できるが、XYZよりも知覚的に均等になっている。「知覚的に均等」とは、色の値が同じだけ変化したとき、人間がそれを見たときに感じられる変化も等しいことを意味する。色を有限精度の値で表すとき、これによって色合いの再現性が向上する。どちらのLab色空間も、ホワイトポイントの変換前のXYZデータについて相対的である。Lab値は絶対的な色を定義するものではなく、あくまでもホワイトポイントを指定した上での相対的値である。実際にはホワイトポイントには何らかの標準を仮定し、明確に示さないことが多い。例えば、絶対的値を示すレンダリングインテントである ICC L*a*b* はCIE標準光源 D50 をホワイトポイントとした相対値であり、他のレンダリングインテントとは相対的関係にある。

CIELABにおける明度は相対輝度の立方根を使って計算され、Hunter Lab では平方根を使う（近似方法がやや古い）。既存の Hunter Lab 値と比較するなどの用途以外では、一般にCIELABの使用が推奨されている。

均等色空間

　一般にUniform Color Spaceのことを指す。色空間上での距離・間隔が、知覚的な色の距離・間隔に類似するよう設計されている空間。色の物理的な差異よりも、人間の知覚上での差異に主眼を置いた色空間。工業的には、工業製品の色彩の管理に要請される。

理想的な色空間の表現は上図のようになっていることである。

中央は、色相の線も角度が均一でしかも直線的（曲がっていない）になっている。

右側は、従来の色度図を均等化したものである。（u”,v’軸になっていることに注意）

　色空間は本来三次元空間に表示されるのが正解なのだが、（特に、写真やデザインに関わる）映像業界では、一般的に二次元空間を用いることが多い。しかし、二次元空間だからといって信憑性がないとは言い切れない。その理由は、下図右側に示したように色表現は顕色系（色の三属性である「色相・明度・彩度」など、色を3つの特徴によって表現する表色系）であれ、混色系（「赤」、「白」、「黒」など何個かはじめにもととなる色（一次色）を決めて

それらの混ぜ具合（混色量）によって色を表現する表色系）その色空間はCIE XYZ表色系を基本としており、そのZ軸方向から見た姿（XYつまり色度）をトレースしているからである。周知の通り色空間ははCIEによって定められたXYZ系を二次元表現したものである。（下図右側）この図は非常に重要な意味を示唆していることに気づくであろう。

座標軸はXYZで表現され、その中に色空間が三角錐の中に表現できる。そしてZ軸は色の階調（濃度、濃淡）を示している。そしてCIE XYZで表現した部分がまさに各濃度における色空間を表しているから、当然のことながら各濃度における色域を表している。つまり、色空間はブラック（L=0）の部分で黒にシュリンクするし、ホワイト（L=100）で色域が最大になる。従って、色度図（xyY表色系）を見る場合に特に注意することはL値がいくらで表現されているかである。よくメーカーのカタログに色度図が表示されているが、L=100での色空間であるので、現実のL値に換算した色空間を想定すべきである。（出ると思っていた色が出ないのはこの誤謬によるものが多い）

さらに、ホワイトポイントWPの位置（の変化）にも注意が必要である。図の中央付近にあるWPが白を表現するが、Zの値がL値の変化で移動していることが分かる。また、WPが光源の色温度によって変化しその０軌跡は色度図上を移動していくことも重要な知見である。xyY表色系は、また、知覚色空間を表現する場合にも用いられる。SはShort（短波長）

MはMiddle（中波長）、LはLong（長波長）をそれぞれ表し、人間が見た色刺激の値になっているので、知覚的な表現が可能になる。

色空間の形状はその種類に応じ、円柱や円錐、多角錐、球などの幾何形体として説明され、多様である。

最も多用される色空間はCIE L*a*b*表色系であるが、これは次回に詳述するとして、同系列のHSV表色系（下図上側）とHLS表色系（下図下側）を参考のため簡単に記載する。

HSVはコンピュータ上で絵を描く場合や、色見本として使われる。これは、色を色相（色味）と彩度という観点から考える場合、加法混合や減法混合よりも自然で直感的だからである。HSVには色相 (hue)、彩度 (saturation)、明度 (value) が含まれている。HSB (hue, saturation, brightness) とも呼ばれる。

HLSは、HSL、HSIなどとも呼ばれる。色相 (hue)、彩度 (saturation)、輝度 (luminance) よりなる、HSVに近い表現法である。明度と輝度との違いは値の算出方法である。HSVでは純色と白が同じ明度で表される六角錐モデルだったのに対し、HLSでは純色の輝度を50%とする双六角錐モデルで表現する。

  カラーマネージメントシステムにおいては、色合わせが非常に大切である。原画に忠実な色表現を行うことは色再現の鉄則であるが、厳密に言えば100%合わせ込むことは不可能である。だからこそ色合わせはできるだけ原画に近い（色近似色）で創成されなければならない。

良くある誤謬で右図にあるように、「オリジナル」と「再現色」を一致させることが目的であるから色を加工してきれいに補正することはカラーマネージメントの趣旨に反するものであると肝にめいじて欲しい。

また、色補正の方法は様々なアプリケーションソフトが存在するが、簡単に言えば、下図に示すように、原画像の色を出力機（インクジェットプリンタや印刷機など）で出すときできるだけ原画像に近い色になるように置換して、出力している。

例えば、下図の場合、なにも補正しないで最初にプリントしたら変換前に赤、緑、青、黄がそれぞれ+!,+2,+1,0となったとする。それが変換時に赤、緑、青、黄をそれぞれ-1,-2,-1,0という補正値をかければ、理論的に変換誤差は全て0になる。

実際には、変換はそんなに簡単ではなく、複雑な処理をして色変換をしていることになる。

写真は光の芸術であるが、それにしても光が映像に大きく影響を与えていることは何とも理解しがたいことのように思われる。このようなことが問題視されるのは、人間が目を通して者の形や色を知覚し、なおかつそれらの情報を脳で弁別・認識することから自然の理として捉えられなければならない。

例えば、デパートの照明で見た洋服の色と家の照明で見た色が違って見えたことはないだろうか？これは言うまでもなくメタメリズムという現象である。

本来的にみれば照明光で見た色はどちらも光で見た色なのだから同じに見えて当然だと考えてしまうのが普通のように思える。が、そうではないところに光の難しさがある。

#1メタメリズム

・メタメリズムの概念

　物体の色は照明光源の違いによって、いろいろと変化して見えるということが分かっている。ところで、例えば「太陽の下で同じ色に見えていた2つの試料が、室内に入って見たら違う色に見える」という場合がある。

下図を見てください。試料Aと試料Bを分光測色計で測定すると、分光反射率グラフで分かるように、分光反射率がそれぞれ違っている。また、測色用標準イルミナントD65で測定した値（L*、a*、b*）は同じであるが、測色用標準イルミナントAで測定した値（L*、a*、b*）は違っている。このように、分光反射率が異なる2つの色が特定の光源下で同じ色に見えることを、条件等色（メタメリズム(metamerism)）と呼んでいる。条件等色（メタメリズム）は、着色材（顔料、染料）の種類が異なっていると起こりやすくなる。なんとも不思議である。では、この「条件等色」の問題を解決するためにはどうすればよいのであろうか。

条件等色の評価は、測色用標準イルミナントD65と測色用標準イルミナントAのように、発光特性の大きく違う2種類以上の光源で測定する必要がある。刺激値直読方法の測色計には、1種類の光源しか内蔵されていない。したがって、条件等色を測定することができない。

その点、分光測色計には、たくさんの照明光源のデータが内蔵されているから、条件等色を測定することができる。さらに、分光測色計の大きな特徴でもある分光グラフ表示機能によって、2の色の違い（波長成分の違い）をグラフによってはっきりと示してくれる。

三刺激値を目標色に合わせようとする方法が考えられる。この方法で行うCCMをメタメリックマッチと呼ぶ。ここでいうCCMは、現在広く知られているようにComputer　Color　Matching（コンピュータカラーマッチング）の略号である。

視覚色を三刺激値で一致させるということは、計算する光源下では一致しても、他の光源では色が合わないリスク（つまりメタメリズム）を持つが、手持ち色剤を利用してほとんどの色を出すことができるメリットがある。

演色とは照明される光源の違いによって色の見えかたが異なる現象をいい、その特性を演色性という。

一般に演色性とは自然光と対比させた光源の性質をあらわすものである。

一方、メタメリズムは等色条件ともよばれ、条件が変わることによって等しく見えた色が異なってしまうことをいう。メタメリズムには、湿潤・温度・光源などがあるが、一般にメタメリズムというと光源間メタメリズムを指す。

上図のように、光源が変わって色が変化しても、メタメリズムがなく等色に見える場合がある。逆に演色性がないが、メタメリズムがある場合もある。要するにメタメリズムとは、サンプル間の色比較を表すものである。

#2　アイソメリズム

・アイソメリズムの概念

　アイソメリズム（isomerism）は、同じ色紙を2枚に切って比較した場合、その光分布は同じであり、照明光源を変えても当然同じ色に見えることである。→同色と同義。

　つまり、分光反射率を再現するというもので、「全く同じ物を複製する」というような再現のやり方である。照明条件が変わっても等色が成立するisomerism（アイソメリズム）である．印刷物と印刷物というようにメディアが同じ場合は何とかなるのであるが、CRTと印刷物のようにメディアが異なる場合は事実上不可能である。

　分光的色再現では分光分布を一致させるので、オリジナルと再現物はどんな照明のもとでも（オリジナルと再現物の照明がそろっていれば）同じ色に見える。このような等色をisomerism（アイソメリズム）という。

反射率を目標色に合わせようとする方法が考えられる。この方法で行うCCMをアイソメリックマッチと呼ぶ。反射率が合致した場合、メタメリズムによる色変化を完全に取り去ることができ、理想的な色合わせであるといえる。

しかし、目標色と同じ色剤・下地（生地や紙）の場合でないと、反射率を合致させることは難しく、手持ち色剤を利用する着色業では利用範囲が限られる。

#1　チャンネルとレイヤーの概念と構成

・RGB系とCMY系のチャンネル

　チャンネルとは、様々な種類の情報を保存するグレースケール画像である。

カラー情報チャンネルは、新規画像を開くと自動的に作成される。画像のカラーモードによって、作成されるカラーチャンネル数が決まる。例えば、RGB 画像ではカラー（レッド、グリーン、ブルー）ごとに 1 つのチャンネルがあり、画像の編集に使用される合成チャンネルが 1 つある。

また、アルファチャンネルは、選択範囲をグレースケール画像として保存する。アルファチャンネルを追加して、画像の一部を操作または保護できるマスクを作成して保存できる。

スポットカラーチャンネルは、スポットカラーインキを使用してプリントするための追加の版を指定する。

・レイヤーの概念と構成

以下、Adobe Photoshop を例にして説明する。

レイヤーを使用すると、複数の画像を使った合成や、画像への文字入力、ベクトルシェイプの追加などを行うことができる。レイヤースタイルを適用すると、ドロップシャドウや光彩などの特殊効果を追加できる。

－Photoshop レイヤーの整理

新規に作成した画像には、1 つのレイヤーがある。画像に追加できるレイヤー、レイヤー効果、レイヤーセットの数は、コンピューターのメモリ容量によって決まる。

レイヤーを処理するには、レイヤーパネルを使用する。レイヤーグループは、レイヤーを編成したり、管理する際に使用できる。グループを使用すると、論理的な順序でレイヤーを並べたり、レイヤーパネルの内容を整頓したりすることができる。レイヤーグループ内には、他のレイヤーグループを入れ子にすることができる。また、グループを使用して、複数のレイヤーに同時に属性やマスクを適用することもできる。

＊非破壊編集のための Photoshop レイヤー

レイヤーには、識別しにくいコンテンツが含まれていることがある。例えば、調整レイヤーは、その下にある複数のレイヤーのカラーや階調を調整するためのものである。調整レイヤーを使えば、下のレイヤーにあるピクセルを変更せずに画像を調整することができる。

1 つ以上のコンテンツレイヤーを含むスマートオブジェクトという特殊なレイヤーもある。スマートオブジェクトは、画像のピクセルを直接編集せずに、拡大・縮小、ゆがみ、変形などを適用することができる。または、スマートオブジェクトを Photoshop 画像に配置した後、個別の画像として編集することもできます。スマートオブジェクトには、スマートフィルター効果を適用できます。これを使用すると、フィルターを後で微調整したりフィルター効果を削除するなど、非破壊的な（元のデータを損なわない）方法で画像にフィルターを適用できます。非破壊編集とスマートオブジェクトの操作を参照してください。

＊ビデオレイヤー

ビデオレイヤーを使用すると、画像にビデオを追加できる。ビデオクリップをビデオレイヤーとして画像に読み込んだ後、レイヤーへのマスク、変形、レイヤー効果の適用、または個別のフレームへのペイントを行ったり、個別フレームをラスタライズした後で標準レイヤーに変換したりすることができる。タイムラインパネルを使用すると、その画像内でビデオを再生したり、個別のフレームにアクセスしたりできる

#2　ラスタ画像とベクタ画像の概念

画像オブジェクトには「ラスタ形式」と「ベクタ形式」、表現の異なる2種類の形式があり、それらに対応する画像として「ラスタ画像」と「ベクタ画像」の2種類がある。（右図参照）

この2つの違いを理解しておくと、デザイナーに依頼するときに認識ズレによる作り直しなどを防ぐことができる。また、仕事に必要なレッタチソフトの使い方を勉強する人は、必ず理解しておきたい基礎知識であると考えるべきである。

・ラスタ画像

1pixelの点が縦横と格子状に並び構成されたデータをラスタ形式という。この形式はラスタ画像というが、ビットマップ画像とも呼ばれる。

濃度が違う点や様々な色の点を多く並べることで複雑な画像を表現することが可能であるが、点が増えるとその分データサイズが大きくなってしまう。

　一般的に使用される、スマフォのカメラ・デジタルカメラで撮影した写真のデータはこのラスタ形式であると考えておくとよい。この写真の一部をよく見てみると点で構成されていることがわかる。ラスタ画像を書き出すことが出来るソフトは、

市販されているレタッチソフト「ペイントソフト」であり、Webサイトで使用するデータは主にラスタ形式となり、bmp・gif・jpg・png・tiff などの拡張子が使用される。

－メリット

写真など描写が複雑なデータの表示が出来る

点のみで構成されているので、写真などの複雑な画像の表示に適している。

－デメリット

拡大縮小に適していない

サイズ変更すると点の配置にずれやゆがみが生じてジャギー（エッジに現れるギザギザ）が発生し画像の品質が落ちる。

　複数の点（アンカー）の位置とそれを繋いだ線、色、カーブなどを数値データとして記憶し再現する形式をベクタ形式という。この形式はベクタ画像という。数値で管理しているので、描いたグラフィック自体はデータ量も小さく、変形がしやすい。

ロゴ・地図・単純なイラストなど図形的な表現はこのベクタ形式がよく使われる。

ベクタ形式の画像を作成出来るソフトは、市販されているレタッチソフト「ドローソフト」である。印刷物（写真以外の）に用いられるデータは主にベクタ形式となり、EPS(PostScript)・PDF・ SVG などの拡張子が使用される。

 －メリット

拡大縮小に適している

数学的な計算から算出された線とカーブから、拡大縮小するたびに書き直されるため、サイズ変更してもクオリティを維持させることが出来る

－デメリット

複雑な画像表現に適さない

数値で表現されているので細かい描写の画像などは表現するのが難しい