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RGB(またはRGBカラーモデル)は色の表現法の一種で、赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)の三つの原色を混ぜて幅広い色を再現する加法混色の一種である。RGBは三原色の頭文字である。ブラウン管(CRT)や液晶ディスプレイ(LCD)、デジタルカメラなどで画像再現に使われている。

同様の表色系に「RGBA」というものもある。これは赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)、アルファチャンネル(Alpha)の略である。RGBAはカラーモデルとしてはRGBと異なるものではないが、異なる表現法である。アルファチャンネルは透過(透明度)を表現するもので、画像合成などに使われる補助的なデータである。

RGBカラーモデル自体は、「赤」・「緑」・「青」とは測色学(、比色法)的にどのような色を意味するかを定義していない。赤・緑・青の三原色を測色学的に厳密に定量化した場合、sRGBやAdobeRGBなどさまざまな色空間(RGB色空間)が定義される。ここでは、RGBカラーモデルを使う異なるRGB色空間に共通した概念や、かつて電子工学分野で使用されていたカラーモデルについて説明する。

◆ 加法混色における原色

どのような色を「原色」として選択するかは、人間の目の生理学的特徴と関係する。より適切に選ばれた光の波長をもつ三原色は、網膜にある三種類の錐体細胞(すいたいさいぼう)それぞれに色刺激として働きかけ、それぞれの種類の錐体細胞からの反応の差を最大化させ、より大きな色域を表現することができる。

もっとも淡い白色からもっとも鮮やかなスペクトル色までを示す「色度図」内において、三原色として選ばれた色を頂点にした三角形をカラートライアングルといい、三原色が表現できる色域の広さと関係する。

可視光線にはさまざまな波長の光がさまざまな割合で合成されているが、人間の錐体細胞はそれぞれある特定の波長の範囲に最大限反応するようになっている。ひとつは長波長(L、黄色付近)、ひとつは中波長(M、緑色付近)、もうひとつは短波長(S、紫色付近)である。これら三種類の錐体細胞からの刺激を大脳が組み合わせて、光の色が認識される。たとえばオレンジ色の光(波長577ナノメートルから597ナノメートル)が目に入り網膜を刺激すると、長波長に反応する錐体細胞と中波長に反応する錐体細胞が興奮するが、短波長に反応する錐体細胞はほとんど興奮しない。これら三種類の錐体細胞の反応の差を大脳が分析し「オレンジ色」と結び付けられる。

三原色を測色学的に定義してできるカラートライアングル内の色のみが加法混色で再現される。カラートライアングルをいかに大きくするか、いかに必要な色の範囲をカバーするか、再現に使われる物質にかかるコストなどから、様々な組み合わせの三原色が構成されてきた。

◆ RGBとディスプレイ

RGBカラーモデルを使用している一般的な例は、ブラウン管・液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイなど、コンピュータやテレビの映像表示に使われるディスプレイであろう。画面を構成する各ピクセルは、コンピュータやグラフィクスカードなどによって赤色・緑色・青色の明度()として表現される。これらの数値はガンマ補正によって、表現したい輝度でディスプレイ上に表示されるような輝度(intensity)や電圧に転換されている。

適切な赤・緑・青の輝度の組み合わせで様々な色が表現される。2007年現在で典型的なディスプレイは一つのピクセルに24ビットまでの情報を使用している。これは8ビット分を赤・緑・青にそれぞれ割り当てることで各色相()ごとに256通りの明度や輝度を与えることができる。このシステムにより、16,777,216通り(256?もしくは2²⁴)の色相(hue)・彩度()・明度(value)が特定できる。

◇ ビデオエレクトロニクス

RGBはビデオ技術で用いられるコンポーネント映像信号に使われる。ここでは、3つのケーブルと端子にそれぞれ赤・緑・青の信号が割り当てられている。また同期信号のためにもう一本ケーブルを使う時もある。ビデオ信号のタイミングには、もともとモノクロームビデオ信号のために使われた規格であるRS-170 やRS-343を修正したものが使われている。RGBビデオ信号は、SCART端子には最適の規格であるためヨーロッパではビデオほかテレビ周辺機器に広く使われているが、それ以外の地域ではS端子が使われRGBビデオ信号は一般にはあまり使われない規格である。しかし、コンピュータのモニターには全世界的にRGB信号が用いられる。

◇ 非直線性

ガンマ補正により、コンピュータ機器による色出力の際の輝度は、ふつうイメージファイルのR・G・Bの明度の比率とは異なる。明度0.5は、輝度0(最小)から輝度1.0(最大)の半分に非常に近いが、(0.5, 0.5, 0.5)を表示する際のディスプレイ上の輝度はふつう(標準的な 2.2-gamma のブラウン管・液晶ディスプレイで)、(1.0, 1.0, 1.0)を表示する際の50%の輝度ではなく、わずか22%ほどの輝度である。

◇ プロの使用する環境下

高度な専門家などが映像・画像を制作・編集・出力する環境下では、色の適切な再生には、制作・編集の過程で使用される全機器において正確に色を合わせるためのカラーキャリブレーション(color calibration、色補正、色較正)を必要とする。この結果、制作・編集過程において色の一貫性を保証するため、機器依存の色空間の間での透過の変換などが行われる。しかし制作過程でデジタルイメージが様々な機器を経由しそのたびに変換されることで、イメージの色域が削減されるなどの劣化が起こる。このため、オリジナルのデジタル化画像の色域が広いほど、視覚的な劣化なく処理する方式が求められる。プロの機器やソフトウェアは色域の濃度を高めるため、48bpp(ピクセル当たり48ビット、RGBの各チャンネル当たり16ビット)の精細な画像を扱えるようになっている。

◆ 数値表示

RGBカラーモデルにおける色は、赤・緑・青の各要素がどれだけ含まれているかで記述することができる。各要素は輝度最小(闇)から輝度最大までの範囲を持つ。もし各要素とも最小なら、表示結果は黒になる。もし各要素とも最大なら、表示結果は白になる。

これらの色はいくつかの方法で数量化できる。

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