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たし算とかけ算

2006年08月10日(Thu)

スポットライトの前に、念のためもう一歩基本に立ち戻る。
 
ライトというのはもちろん光なので、その色には光の三原色が適用される。
光の三原色というのは色を赤・緑・青の三色の組み合わせでできているとする考え方だ。
赤と緑で黄色、緑と青でシアン、青と赤でマゼンダになり、三色全部合わせると白になる。
足し合わされて明るくなるので、これを加法混色という。
それに対し、赤・青・黄色の三色の組み合わせでできているとする考え方が色の三原色である。
全てを混ぜ合わせると黒になるので、これを減法混色という。
 
ここに一つの嘘がある。
 
色の三原色は、本当は赤・青・黄色ではなく、マゼンダ・シアン・黄色の三色だ。
マゼンダとシアンを混ぜると青になり、シアンと黄色で緑、黄色とマゼンダで赤になる。
小学校で青と黄色の絵の具を混ぜれば緑になる、と教えられた方も多いだろうが、
正確にはシアンと黄色だったのである。なぜ赤・青・黄と教えるのかというと、
たぶんマゼンダとかシアンという中途半端な色が子供には難しいからだろう。
(あと絵の具の混色には含有成分とかいろんな要素が絡むし)
 
111-1

そんなわけで、光の三原色はパソコン上で色を扱うには基本的な考え方だ。
パソコン上で表現できるあらゆる色は、RedとGreenとBlueの明るさの組み合わせで表現される。
明るさは各色8ビット、0~255までの256段階で表現できるので、合計16,777,216色。
これが現在のコンピュータでの一応のフルカラーだ。現実に比べるととても少ない。
というわけでこれから色を表現する時は、RGB(255,255,255)という表記を使うことにする。
今の書き方ならRed255、Green255、Blueが255で白という具合だ(これが言いたかった)。
Poserのライトは赤・緑・青を0~1までの値で設定するので、その辺は読み替えてもらいたい。
 
話を元に戻して、ライトは光の三原色を使う。
加法混色なので、複数のライトを使用する場合、その結果は足し合わされる。
赤いライト(255,0,0)と緑のライト(0,255,0)を足すと、黄色(255,255,0)になる。
Photoshopに慣れている人なら、レイヤーをスクリーンで
重ねるようなものだというと分かりやすいかもしれない。
実際、それぞれのライトごとのレンダ結果を、画像処理ソフトで重ねてみても結果は変わらない。
 
111-2

例えば白(255,255,255)に白(255,255,255)を足すと(512,512,512)どうなるだろう?
Poserでも他のソフトでも、計算上は最大値を超えてもちゃんと計算してくれる。
ただそのレンダリング結果はもちろん16,777,216色でしか表せないわけで、
(255,255,255)だろうと(512,512,512)だろうと白(255,255,255)として保存される。
結果、露光が強過ぎて飽和したような絵になるだけのことだ。
 
さて、Poserで考えなければならないのは加法混色だけではない。
Poser上のオブジェクトはもちろん光ではないので、色の三原色が使われる。
先程の例で使用したオブジェクトの色は白だったが、これが色つきの場合はどうなるか。
 
そもそも物体が「赤い」ということはどういうことだろう?
赤いということは、その物体が赤い光を反射しているということだ。
逆に言えば、青い光と緑の光は吸収しているのである。
黄色(255,255,0)なら、青い光を吸収し、赤と緑の光を反射している。
黄色とマゼンダ(255,0,255)を混ぜると、それぞれが青い光と緑の光を吸収するので
赤い光だけ(255,0,0)を反射するようになる。これが減色混法である。
これはライトとオブジェクトの色の関係にも当てはまる。
マゼンダ(255,0,255)の物体にシアン(0,255,255)のライトを当てると青(0,0,255)く見え、
灰色(127,127,127)の物体に黄色(255,255,0)い光を当てると暗い黄色(127,127,0)に見える。
 
ここで、各色の値を見ていくと、減法混色がかけ算になっていることがわかるだろう。
もちろん0~255を0~1として、127なら0.5と考えるのだ。
こうすればその物体の色がライトによって何色に見えるかが、物体とライトの乗算で判断できる。
 
重要なのは、赤い物体にいくら青や緑の光を当てても、赤い色には見えないということだ。
反射できる光の成分が存在しないので当然である。
赤い薔薇をムードたっぷりにブルーライトで照らしても、真っ黒にしかならない。
その色がちゃんとその色として見えるためには、その色の成分を含んだライトを
当ててやらなければいけないのだ。
 
 
う~ん、文章長いなー。
 
■頂いたコメント■


コメント:(kirakira)
> 当ててやらなければいけないだ。
そうそう、いけないだ、いけないだ。
(*¨)(*..)(¨*)(..*)ウンウン
 
文章は、だいじょうぶですよ~ (・o・)/
一週間くらいかけて読んでみますっ ( ̄- ̄)ゞ
(-_-;)ホントカ・・・
 
これから、色数が増えていくような気もするのですけれども、
今のところは、255 までで、残念な気がします~(笑)

コメント:(Raika)
こっ、子供だからわからないっ・・・(突っ込まないで下さい)
おっ、大人でも・・・わからないっ・・・(突っ込んで下さい)
 
色・・・「赤」を絵の具の他の色から生み出そうと、躍起になった時代がありました・・・(遠い目)
 
すいません、kirakiraさんの突っ込みにコーヒー噴きました(爆)

コメント:(miketama)
が、学術論文のようだっ! (@_@;)
Kyotaroさん、さては、理系の方面でナントカ学修士…とかの学位をもっていて、現在はナントカ研究所の研究員とかをやってますね?(笑)
私も一応、理系の出身。これは腰を据えて本気で読まなければいけないだ!! (-_-)

コメント:(sannzi)
推理小説の謎解きを読んでいるような、物理学の授業を受けているような気がしました。
良くわからないくせに相対性理論とかフラクタル理論の読み物を読むのが好きなのでそういう意味でも面白いと思いました。
そういうのは3日経てば忘れてしまいますがこれは忘れないようにします。
玉のレンダリングの実験はすぐ出来そうだったので実際試してみました。
説明どうりになったので感激物です(^^
これを読まれた方にはお勧めです。
後文がもうチョット長くても付いて行きますので宜しくお願いします。

コメント:(rose)
わあ~~~ん、おかーさーん(泣)
とりあえず赤い服着せたら青いライトあげちゃだめってことー?
 
とりあえずKyotaroさんの頭がどういうもので(ものというのは語彙とか知識とか原理とか理屈とか)で構成されているのか、なんとなくわかってきました。
同じソフト扱っててこの差はなんだ?
 
roseのライト使用方
あててみる→変だ→どれか変えてみる→おかしい気がする→変えてみる→芸術はバクハツだ(結論)

コメント:(Kyotaro)
うわーーー! やってもうたーー!!(爆)
誤字には気をつけてた筈なんですけど……すみません、こっそり直しました。
やっぱり出掛けに更新していくのは危ないなぁ(笑)
 
>kirakiraさん
あはははー(笑) 文章はちゃんと読み直さないといけないだ(笑) (=-_-;)
いやー、とりあえず書く内容によって長くなったり短くなったりすると思います。
暇な時に読んでやって下さい。
そのうちHDRIがパソコン業界の標準になるような日が……来るんでしょうか。
でもそれもなんだか目が痛くなりそうな気がしますね~(笑)
 
>Raikaさん
>「赤」を絵の具の他の色から生み出そうと
それは無から有を生み出す秘術!(笑)
Raikaさんを色彩の錬金術師と呼びませうぞ。ってチトありがたみに欠けますが(笑)
さ~らいかちゃん、いっしょにえのぐのおべんきょうをしましょうね~、
このいろのえのぐには「しあんかごうぶつ」がふくまれててね~(危険です)
 
>miketamaさん
あはは、残念ながら修士号は持っておりませぬ。電のつく学士です(←ただの大卒)
ナントカ研究所……マッドサイエンチストな感じがいいなぁ(!)
まあ、書きたかったことは「重要なのは~いけないだ」(笑)のあたりなので、
後のところは豆知識程度で(^^;
 
>sannziさん
私もカオスやフラクタル理論の本は、挑戦してみたものの一瞬で夢の世界でした(笑)
実験とか、自分でやってみて「おお! 本当だ!」みたいな感覚って大切ですよね。
そういう感覚で覚えたことって、結構身に付く確率が高いような気がします。
できるだけやってみようかな~という気になるような内容を心がけます(^^
 
>roseさん
おおお落ち着いてーー!(笑)
そういうときはですね、他に白系のライトを当ててやるとヨイと思います。
それか、青いライトも完全な青じゃなくて赤と緑もちょっと混ぜるとか。
そしたら「んー、赤なんじゃね?」という風に色味が効いてくると思います。
 
アレですね、文章書くと薄皮剥くように自分がさらけ出されてしまいますね。
書く内容は別として誤字多いところとか(自爆)




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