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色(いろ)は、可視光線の組成の差によって質の差が認められる視覚である色覚、および、色覚を起こす刺激である色刺激を指す。

色は視覚を通して得られる感覚のひとつであり、色は、質量や体積のような物理量ではなく、音の大きさのように心理物理量である。例えば、物理的な対応物が擬似的に存在しないのに色を知覚する例として、ベンハムの独楽という錯視現象がある。ベンハムの独楽とは独楽の上面を白と黒で塗り分けただけであるのに、回転させると色知覚が生まれるという実験を指す。

◆ 色と色覚

物理学的には、色の変化は、物体と物体を照らす光との「相性」により説明される。物体に入射する何らかの波長の光が観測者の方向へ反射(正反射・乱反射を含む)する際に、その物体の物性に応じた特定の波長のみが反射されそれ以外は吸収される(=波長に応じ反射率が異なる)という現象が起こる。観測者には反射された光だけが届くため、その波長に基づき判断される色が、「その物体の色」として認識される(つまり、光そのものに色という性質はなく、光を受けた器官が色を作っている)。

またそのように観測者に届く光とそれに対する認識とに左右されるため、一般的な色は、人間の視覚即ち可視光線の範囲内を基準として表現されている。逆に言えば、可視光線の範囲を超えた波長の光について観測すると、可視光域で見た場合に比べて全く別の「色」や模様になっている物体もある。例えば蝶の羽根の模様は紫外線領域では人の肉眼で見る場合とはまた異なる鮮やかな模様を描き出すし、真っ黒に焼け焦げた新聞紙などは赤外線領域の或る波長では燃えた紙とインクが燃えた部分とで反射率が異なるため書かれていた元の内容を読むことが出来る。

生理学的に言うと、網膜内にある3種類の錐体細胞が吸収する可視光線の割合が色の感覚を生む。これらの錐体細胞は、それぞれ長波長・中波長・短波長に最も反応するタンパク質(オプシンタンパク質)を含み、順に L錐体・M錐体・S錐体と呼ばれる。霊長類における L錐体と M錐体はかつて2種類だった色覚の片方が進化の過程で分離したものであり、それゆえ近い波長感度を持っている。錐体が3種類あることはそのまま3種の波長特性を得る元となるので L, M, S の各錐体を直接に赤・緑・青でなぞらえることもある。

或る人が視覚を通して受け取る光の波長が変化すると、それに伴って変化する視覚経験の内容が色であると言える。ただし、多数派の色覚を持つ者以外に、多数派の色覚をもつ人と色覚が部分的に整合しない(色覚特性:「色覚が弱い」のではない)人、色覚を持たない(全盲など)人もいるため、この事例にも例外がある。しかしながらこの事態に限っては、色覚特性があっても知覚可能な波長にあっては事情は同様である。

無色の紙のように、全波長において高い反射率で乱反射する物体は白と呼ばれる。一方、全波長において反射がほとんど無い場合、その色は黒と呼ばれる。完全な黒体は、例えば中空の物体に微小な開口部を設けることで実現できる。この場合、中空の部分に入った光はほとんど吸収され外に出てこないので、反射率はほぼ 0 になる。

◇ 三原色と三種の錐体細胞

人間の視覚が色を認識する際には、その光の分光分布を直接計っているのではなく、眼球の錐体細胞に含まれる3つの色素が光を吸収する割合を計っているに過ぎない。そのため、独立した複数の色を合成する事で人間に別の色を感じさせる事ができる。例えば、黄の波長の光は、赤の波長の光と緑の波長の光の組み合わせによってほぼ同じ刺激を与えることが可能であり、黄は赤と緑の組み合わせの光として表現出来る。そしてこの場合、黄の波長だけが眼球に入っている場合と、赤の波長と緑の波長が組み合わされて眼球に入っている場合を人間は区別出来ない。

  色の合成

ここで挙げるのはあくまで、一般的な色覚を持つ人間を基準にした色の合成方法である。二色型の色覚を持つ人にとっては、2つの原色で(その人にとっての)全ての色を合成することができるし、4つ或いはそれ以上の錐体(若しくはそれに相当するもの)を持つ生物にとっては、4つ或いはそれ以上の「原色」が必要になる。また、そのような生物には、我々が実際の色に近いと判断する写真が、実物と明らかに異なる色合いに見えると考えられる。

   加法混色

有色の光線によって色を演出する場合、光を加える形で色を合成する(加法混色)。このとき、積極的な発光によらない、黒さ(暗さ)を表現できる仕組みが求められる。白色の光を合成するための波長を「光の三原色」や「色光の三原色」と言い、下記の三色を用いる。

・ ■ 赤(橙赤)(波長: 625-740 nm 周波数: 405-480 THz)

・ ■ 緑 (波長: 500-565 nm 周波数: 530-600 THz)

・ ■ 青(紫青)(波長: 450-485 nm 周波数: 620-665 THz)

   減法混色

一方、物体の表面を特定の色にするためにインク等を塗る場合、元の光を遮る形で色を合成する(減法混色)。その合成の元になる色は一般に「色の三原色」や「色料の三原色」と言われ、シアン、マゼンタ、イエローの三色(下掲)を用いる。この三色を合成すれば、光の三原色の場合と反対に黒を作ることが出来る。しかし、この三色によって白を構成することは出来ない。

それ故、印刷等に用いる場合には白色素材の表面に使用することが前提となるし、白色の併用が必要になる場合もある。また、透明性の高い着色材(colorant)を使用しても、三原色の重ねや混合で成立する黒は理想とは異なり、純黒にはならない。然るに、より自然に色を現す目的で黒色の着色材が併用され、一般にCMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Key plate) と呼ばれる。

・ ■シアン (緑青、碧)(例えば、フタロシアニン青)

・ ■マゼンタ(赤紫、紅)(例えば、キナクリドン赤)

・ ■イエロー(黄) (例えば、アゾ黄)

◇ 反対色性

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