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CIE 1931 色空間
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5.CIE XYZ色空間の定義
5.1.CIE RGB色空間
CIE RGB色空間は、RGB色空間の一つであり、原色がそれぞれ単波長光である特徴を有する。

1920年代、ウィリアム・デイヴィッド・ライト とジョン・ギルド がそれぞれ別々に行った、ヒトの視覚に関する複数の実験結果を基にして、CIE XYZ色空間は定義されている。ライトの実験では、3色による等色実験が10人の被験者により行われ、ギルドの実験では7人の被験者により行われた。

これらの実験は、円形状のスクリーンを、ヒトの中心窩の角度と同じ角度である2度で分割したものを用いた。片側には試験色が投影され、もう一方には被験者が調整することの可能な色が投影できる。この調整可能な色は、3原色の混合色であり、3原色それぞれの色度は固定されていたが、輝度は調整する事ができるようになっている。

被験者は、双方の色が一致するまで、三原色の輝度を調節していく。しかしながらこの方式では、すべて試験色を混合色と一致させることができなかった。このような一致できないケース(主に緑)において、試験色側に単色光のうちの一つ(赤)を混色させることで、残り2つの単色光と一致させることができた。このように試験色側に単色光を混色させる場合は、負の値の単色光が混色されることとして扱われる。このように負の値を混色していくことで、ヒトの色覚できる範囲のすべての色を包含することが可能となった。試験色側が単波長光の場合、波長を横軸として、各々の単色光の光量をプロットすることができる。このようにして定義される、特定の実験における3つの関係式を等色関数と呼ぶ。

ライトとギルドの等色実験においては、複数の種類の原色が用いられ、複数の被験者により行われたが、これら実験結果はすべて、700 nm(赤)、 546.1 nm(緑)および 435.8 nm(青)の原色により得られたCIE RGB 等色関数 , , および  (CIE 1931) により正しく定義される。ここで、  および 435.8 nm でゼロ、  および 546.1 nm でゼロ、  および 700 nmでゼロとなる。これは、これらの波長の点では、原色光が定義されているため、混色されないためである。単色光 546.1 nm435.8 nm は、水銀蒸気の放電現象により容易に再現させることができたため、選択された。700 nm の単色光は、1931年時点では容易に再現させることは難しかったが、ヒトの目の色覚において差異を殆ど知覚できず、波長の少しの差異が全体に及ぼす影響が少ないため、選択された。

この等色関数および単色光は、審議を経てCIEの特別委員会により承認された[9] 。単波長光および長波長光の限界の値は、ヒトの目の色覚が 810 nm 程度までしか知覚できず、緑の光に比べればその感度は1000分の1程度しか無いため、ある意味適当に選択された。これら等色関数は、"1931 CIE測色標準観察者"としても定義されている。 各々の単色光の輝度を定義するのではなく、それら単色光の結果得られる不変の領域を表す曲線を定義している。この領域は、下記で与えられた特定の値になる

0 r ¯ ( λ ) d λ = 0 g ¯ ( λ ) d λ = 0 b ¯ ( λ ) d λ . {\displaystyle \int _{0}^{\infty }{\overline {r}}(\lambda )\,d\lambda =\int _{0}^{\infty }{\overline {g}}(\lambda )\,d\lambda =\int _{0}^{\infty }{\overline {b}}(\lambda )\,d\lambda .} この標準化された等色関数は、光源の輝度においてr:g:bの比が1:4.5907:0.0601、真の等色関数を再現する放射輝度において 72.0962:1.3791:1となる。このように単色光を提案することで、CIEは客観色の表記法を確立した。

このような数値化された等色関数により、ある色のRGBの三刺激値は、スペクトル分布  を用いて下記のように求められる:

R = 0 S ( λ ) r ¯ ( λ ) d λ , {\displaystyle R=\int _{0}^{\infty }S(\lambda )\,{\overline {r}}(\lambda )\,d\lambda ,} これらはすべて内積であり、無限の次元のスペクトルを三次元色に投影していると考えることが出来る。

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(4.CIE xy色度図とCIE xyY色空間)
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(5.2.グラスマンの法則)
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出典:Wikipedia
2020/01/26 01:36
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