色ってなに? Patr2 ~波長と光源色~

前回のパート1で、色とは何かを物凄くざっくり説明しました。

前回の復習

色の正体とは光であり、その光の波長で決まる。

そして、色には大きく分けて3種類ある
(その内1つはほぼ触れてません。
ごめんなさい。)という話をしたはずです。

この3種類の色はそれぞれ

  • それ自体が発光し、発する色「光源色」
  • 他からの光を受け反射し、発する色「表面色」
  • 他からの光を受け透過し、発する色「透過色」
    (表面色と透過色をまとめて「物体色」。)

というようです。ここ大事。

今回のパート2では「光源色」について調べていきます。
最後にとある実験もします。

が、その前に

色と光の波長について、もう少し深掘りしておこうかなと思います。

色と光の波長

波長を表す単位はnm(ナノメートル)で、
380nmから780nmまでが人間が認識できる波長みたい。

この380~780nmまでの間に、紫、藍、青、緑、
黄色、オレンジ、赤に代表される様々な色が連なっているんですね。

これらの人間が認識できる波長の光を可視光線と呼ぶ。

赤は波長が長い、紫は波長が短いと表現されます。
可視光線の中で1番遠くまで届くのは赤で、
1番届きにくい色は紫、というように、波長による違いは色以外にもあるみたい。

…やっつけ仕事ですんません。
実際はもっときれいにグラデーションを描きます。

ちなみに、紫よりも短い波長を紫外線、
赤よりも長い波長を赤外線と呼びます。
そのさらに外側には、γ線やX線、マイクロ波等々がある。

これら人間には認識できない(見えない)光を不可視光線と呼ぶ。

光源色について

光源色の概要

さて。気を取り直して、
光源色について説明していきましょう。

くどいですが、僕たちが認識する色は、
目に入った光がどんな波長をもつかによって決まります。

光源色というのは、その名の通り、
とある光源が発光した際に表れる色のことです。

言い換えれば、その光源が
どの波長の光を発するかで決まる色ということ。

例えば、LED式ブレーキランプのように、
純粋な赤の波長のみをもつ光が発され、
その光が目に入れば、僕たちはその光を赤と認識する。
(写真はポジションライトですが。)

この、単一の波長しかもたない光を単色光といいます。

近年は、LEDやレーザーにより、ほぼ完全な
単色光を作りだせるようになったみたいですが、
実際には、僕たちの目に入ってくる光のほとんどが、
いくつもの波長をもった光ばかりです。

わかりやすい例えを挙げると白い光。
日常の中で白い光を多く目にしていると思います。

太陽光、最近主流のLED、ハロゲン電球などがありますね。
これはすべて白い光と言えますが、同じ白でも、それぞれ印象が違うと思います。

太陽光

まずは太陽光 

このグラフは分光分布といって、とある光が、
それぞれの波長をどんな強さで含んでいるかを示したものです。

これを見てもらうとわかるように、太陽光は、
様々な波長(色)をバランスよく、均等な強さで持っている光といえます。

何色でもない。透き通った白、という印象です。

LED

次にLED

それこそ白色LEDも色々あるんですが、今回は
ヘッドライトや街灯に使われるような一般的な白色LEDをイメージしてください。

LEDは青の波長が極端に強いですが、
他の波長は弱く、欠落した波長もあります。

そのため、白は白でも青みがかかった白、
冷たい白という印象です。

ハロゲン

最後はハロゲン。

飲食店の室内灯とか、かなり少なくなりましたが、
車やバイクのヘッドライトにも使われていますね。

ハロゲンは紫、青のような寒色系の波長は弱く、
黄色、オレンジ、赤のような暖色系の波長は強いですね。

そのため、白は白でも黄みがかった白、
温かみのある白という印象です。

光源色 まとめ

こんな感じで、白にも色々あるわけです。

白は、上の波長図には描かれてないことから、
単一の波長で表現するのは不可能です。
いくつもの波長で構成される色だから
その波長のバランス次第で、様々な白が生まれるわけ。

みんな大好きイエローフォグもそうです。

黄色は、緑と赤を混ぜると表現できるんですが、
2つの波長が均等であれば、正真正銘のイエローフォグになるし、
赤よりも緑の波長が強いと緑がかったライムイエローフォグになるんです。

要するに光源色は、
一言で〇〇色と言っても、単色光のものもあれば、
様々な色を内包しているものもある
(しかも、そのバランスがそれぞれ異なる)、
わけなんです。

光源色と物体色

…とまあ、
さんざん光源色について説明してきましたが、
僕たちが普段目にしている色は、物体色がほとんどです。

ただ、その物体色は、
反射(透過)する光がないとそもそも発色しない。

しかも、物体色は特定の波長のみを反射(透過)し、
特定の波長を吸収することで発色している。

何が言いたいかというと、いくら光を当てても、
その物体色の波長をもった光でないと、綺麗に発色しない。

光源色と物体色の実験

冷蔵庫にあった豚肉を使って、ちょっと実験をしてみましょうか。

使用する光源色

どちらもLEDですが、
上の光(Aとしましょう)は青白い、冷たい白です。
青の波長が強く、赤の波長は弱い。


下の光(こっちはB)は黄色っぽい、温かみのある白ですね。
青の波長は弱く、赤の波長が強い。
それぞれで豚肉を照らしてみましょう。

Aの光の下で見る豚肉

Bの光の下で見る豚肉

…ええ。国産ですとも。

実験のまとめ

どうでしょう。雑な実験ではありますが、
AよりもBで照らした豚肉の方が、
肉肉しい色に見えるし、新鮮で美味しそうじゃないですか?

僕はそう思います。個人差はあるでしょうが。

同じ色でも、感じ方に個人差があるってのが、
色の厄介なところではあるんですが、それは置いときましょう。

光源色における結論

つまり、ダラダラと長ったらしく語ってきましたが

光源色というのは、
物体色が発色するための必須条件であり、
その発色具合にモロに影響を与えるものなんです。

これが言いたかった。

参考

自然光LED TOP | シーシーエス株式会社 自然光LED (ccs-inc.co.jp)

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