ありえない色

人間の目が認識できる、各波長の可視色の赤から緑、青から黄色の値
人間の色覚は、それぞれ短波長、中波長、長波長の3 種類の錐体細胞の感度曲線(ここでは正規化して表示)によって定義されます。

不可能色とは、通常の視覚機能では認識できない色のことです。様々な色彩理論が、何らかの理由で人間が認識できない仮説的な色を提案しており、大衆文化では架空の色が日常的に作り出されています。そのような色の中には現実には存在しないものもありますが、錐体細胞の疲労などの現象により、通常は認識できないような特定の状況下では色が認識されることがあります。

反対者のプロセス

反対色プロセスは、人間の視覚システムが錐体細胞と桿体細胞からの信号を拮抗的に処理することで色に関する情報を解釈するという色彩理論である。[ 1 ] 3種類の錐体細胞は、反応する光の波長が重複しているため、視覚システムにとっては、各種類の錐体細胞の個々の反応を記録するよりも、錐体細胞の反応の違いを記録する方が効率的である。[ 2 ]反対色理論では、3つの反対チャネルがあると示唆されている。

  • 赤対緑
  • 青対黄色
  • 黒と白（これは無彩色であり、明暗の変化または輝度を検出する）[ 3 ]

反対のチャネルの 1 つの色に対する反応は、他の色の反応と拮抗しており、網膜上の場所から出力される信号には、各反対のペアに対して、どちらか一方は含まれますが、両方が含まれることはありません。

想像上の色

CIE 1931色空間色度図。黒線の外側の白い領域は、仮想色に対応しています。（この図の色は、 RGBコンピュータディスプレイの制限により、図の実際の色を再現するものではありません。）
ProPhoto RGBカラースペースは、仮想的な緑と青の原色を使用することで、現実の3原色では実現できないより広い色域（三角形内の空間）を実現します。ただし、利用可能な色素では再現できない現実的な色もあります。

架空色または想像上の色は、通常の状況では目があらゆる光スペクトルを見るときに生成することができない、片方の目の錐体細胞の反応の組み合わせに対応する色空間内の点です。 [ 4 ]通常の視覚プロセスによって知覚される物理的な物体は、想像上の色を持つことはできません。

中波長（M ）錐体細胞の分光感度曲線は、短波長（S）錐体細胞および長波長（L）錐体細胞の分光感度曲線と重なり合っています。M錐体細胞と相互作用するあらゆる波長の光は、S錐体細胞、L錐体細胞、あるいはその両方とも、ある程度相互作用します。したがって、いかなる波長やいかなる分光パワー分布も、 M錐体細胞のみを刺激することはありません。

物理的に実現可能な刺激は、M錐体の場合とは異なり、L錐体のみ、あるいはS錐体のみを刺激することができる。これは、可視スペクトルの両端に位置する波長の明るい光を用いることで実現できる。約800nmの波長の光を発する光源は、L錐体のみを刺激する。約360nmの波長の光を発する光源は、S錐体のみを刺激する。どちらかの端に近づくにつれて、信号はより純粋になる。[ 5 ]

オロ

M錐体細胞のみが刺激された場合、物理的に可能な緑よりも濃い緑色が知覚される。このような「ハイパーグリーン」は、CIE 1931 xy色度図上、およびCIE 2006 LMSによれば、xy座標(1.3267164, -0.3267164)に位置する（図の可視域の下側右）。[ 6 ] 2025年4月、ある研究グループが、網膜をスキャンする画像システムと、M錐体細胞のみを照射する可動レーザー光源を用いることで、まさにこれを達成したと報告した。被験者が知覚した色は予測された感覚と一致し、これまでにない彩度の青緑色と表現された。[ 7 ]この色は、 LMS色空間における座標(0, 1, 0)にちなんで「olo」と名付けられた。[ 8 ]しかし、oloが本当に新しい色であるかどうかについては異論がある。[ 9 ] oloへの近似値は、以下の「キメラ色」で説明する 双曲線オレンジなどの他の過飽和色で実証されているように、反対者疲労プロセスによって見られる場合があります。

色空間における仮想色

通常の視覚では見ることができませんが、色空間を定義する数学的な記述には想像上の色がしばしば見られます。[ 10 ]

2つの実色の加法混色も実色です。CIE 1931 XYZ色空間で色を表示すると、加法混色は混色される色の間の線に沿った色になります。したがって、任意の3色を混ぜ合わせることで、それらが描く三角形に含まれる任意の色を作成できます。これは、これらの3色によって形成される色域と呼ばれ、これらの3色は原色と呼ばれます。この三角形の外側の色は、選択した原色を混ぜ合わせても得られません。

原色を定義する際、多くの場合、色域内にできるだけ多くの実色を残すことが目標となります。実色の領域は三角形ではないため（図を参照）、領域全体をカバーする3つの実色を選択することはできません。3つ以上の実色を選択すれば色域を広げることができますが、実色の領域は滑らかな曲線で囲まれているため、その端付近には必ず取り残される色があります。そのため、実色の領域を最大化するために、実色の領域外にある原色、つまり架空の原色（架空の原色）が選択されることがよくあります。

コンピュータやテレビのカラーディスプレイでは、色域三角形の頂点は、実色の領域内で純粋な赤、緑、青にできるだけ近くなるように選ばれた市販の蛍光体によって定義されます。このため、これらのディスプレイは、色域三角形の外側にある実色と完全に一致する色ではなく、必然的に実色に最も近い色を表示します。市販のディスプレイデバイスで利用可能な具体的な色域は、メーカーやモデルによって異なり、多くの場合、国際規格の一部として定義されています。たとえば、sRGB色空間によって定義される色度の色域は、国際電気標準会議によって規格 (IEC 61966-2-1:1999 [ 11 ] )として策定されました。

キメラ的な色彩

「疲労テンプレート」を 20 ～ 60 秒間見つめ、その後中立的なターゲットに切り替えると、「ありえない」色を見ることができます。

キメラ色とは、強い色をじっと見つめ続けることで錐体細胞の一部が疲労し、一時的に色覚感度が変化し、その後著しく異なる色を見つめることで一時的に見える架空の色です。三色型視覚モデルによる直接的な説明では、これらの色を説明できません。これらの色は、三色型視覚モデルによって規定される物理的な色域外の彩度信号を伴う場合があるからです。明度と彩度を別々の視覚信号として扱う反対過程色理論は、これらのキメラ色の生物物理学的な説明を提供します。[ 12 ]例えば、飽和した原色のフィールドを見つめた後、白い物体を見ると、色相が反対に変化し、補色の残像が生じます。この方法による「実色」の範囲外の色空間の探究は、色覚の反対過程理論の主要な裏付け証拠とみなされてきましたが[ 12 ]、キメラ色は反対過程理論によらずに説明することも可能です。[ 13 ]キメラ色は片目でも両目でも見ることができ、反対色の特性（例えば「黄色がかった青」）を同時に再現することは観察されていない。[ 12 ]キメラ色には以下のものがある。

スティギアの色彩
これらは暗く、かつあり得ないほど彩度が高い。例えば、「スティジアンブルー」を見る場合、明るい黄色を見つめると濃い青色の残像が生じ、次に黒を見ると、青は黒を背景に青に見え、これも黒と同じくらい暗く見える。この色は通常の視覚では再現できない。なぜなら、黒に入射する光が不足しているため、青/黄色の色信号（青色の外観）が飽和しないからである。
自発光色
これらは、紙などの媒体（反射のみで自ら光を発しない）上で見た場合でも、光る物質の効果を模倣します。例えば、「自発光する赤」を見る場合、緑を見つめると赤い残像が生じ、次に白を見ると、赤が白を背景に見え、白よりも明るく見えることがあります。
双曲線色
これらはあり得ないほど高い彩度です。例えば、「双曲オレンジ」を見る場合、明るいシアンを見つめるとオレンジ色の残像が生じ、次にオレンジを見ると、オレンジ色の背景に映るオレンジ色の残像は、通常の光で作り出せる最も純粋なオレンジ色よりもさらに純粋なオレンジ色に見えることがあります。

物理的な色空間外の色

この画像では、両目を交差させて「+」記号を重ねることで、「黄青」の色を認識できる人もいるかもしれません。この画像では、RGBとナチュラルカラーシステムの両方の色の組み合わせが提供されています。画像を調整するためにズームが必要になる場合があります。
この画像では、両目を交差させて「+」記号を重ねることで、「赤緑」の色を認識できる人もいるかもしれません。この画像では、RGBとナチュラルカラーシステムの両方の色の組み合わせが提供されています。画像を調整するためにズームが必要になる場合があります。
このパターンを印刷し、150～300rpmで回転させると、ほとんどの人は非常に明るい色の同心円に見えるでしょう。コントラストを反転させた別のバージョンでは、逆の効果が得られます。

反対過程理論によれば、通常の状況では、反対色相の混合として説明できる色相、つまり「赤緑」や「黄青」に見える色相は存在しません。

1983年、ヒューイット・D・クレインとトーマス・P・ピアンタニダは、縦縞の緑の縞に隣接する縦縞、あるいは赤と緑（場合によっては黄色と青）が交互に並ぶ複数の細い縞模様の視野を持つ視線追跡装置を用いて実験を行った。この装置は片方の目の不随意運動を追跡し（もう片方の目にはパッチを装着）、像が目の運動を追うように鏡を調整することで、縞模様の境界が常に網膜上の同じ位置に位置するようにした。縞模様の外側の視野は遮蔽物で覆われていた。このような状況下では、縞模様の間のエッジは消えたように見え（おそらくエッジ検出ニューロンが疲労するため）、脳の視覚皮質で色が互いに流れ込み、対立メカニズムを無効にして、絵の具を混ぜたり、スクリーン上で光を混ぜたりしたときに予想される色ではなく、実部にも虚部にもCIE 1931 色空間に存在しないまったく新しい色が生成されました。赤と緑については、新しい色の均一なフィールドを見た人もいれば、かろうじて見える緑の点と赤の点の規則的なパターンを見た人もいれば、ある色の背景に別の色の島を見た人もいました。実験のボランティアの中には、その後もしばらくの間、新しい色を想像できたと報告した人もいました。[ 14 ]

観察者の中には、自分が見ているものが色である（つまり、視野が無彩色ではない）ことを認識しているにもかかわらず、その色を名付けたり、説明したりできないと報告した者もいた。これらの観察者のうちの一人は、色彩に関する豊富な語彙を持つ芸術家であった。また、新しい色相を観察した他の観察者は、最初の刺激を赤みがかった緑色と表現した。[ 15 ]

2001年、ヴィンセント・A・ビロック、ジェラルド・A・グリーソン、ブライアン・H・ツォウは、1983年の実験では被験者による色の知覚輝度の差が考慮されていなかったという仮説を検証するための実験を行った。2つの色を素早く交互に表示した際に、ちらつきの印象が最も少ない場合、その色は観察者にとって等輝度となる。2001年の実験も同様の実験であったが、輝度が考慮されていた。[ 16 ]彼らは以下の観察結果を得た。

被験者の一部（7 人中 4 人）は、対照的な色が 2 つの奥行き平面で発生し、一方が他方を通して見えるかのような透明現象について説明しました。...

稀に（7人中4人）、知覚は均質な混合色となり、その赤と緑の成分は紫の赤と青の成分と同じくらい鮮明で、説得力がありました。この知覚は、勾配現象よりも長く持続する傾向がありました。

色の輝度が等しければ、被験者は赤みがかった緑、青みがかった黄色、または多安定空間色交換（まったく新しい知覚現象）を見るのに対し、色の輝度が等しくない場合は、被験者は偽のパターン形成を見ることがわかりました。

この結果を受けて、彼らは「皮質色拮抗性のソフトワイヤードモデル」を提唱した。このモデルでは、ニューロン集団が発火を競い合い、「負けた」ニューロンは完全に発火しない。このモデルでは、例えばニューロン集団間の接続を阻害することで競争を排除することで、互いに排他的なニューロンが同時に発火できるようになる。[ 16 ]

両眼視野闘争

2006年、シェイとツェは、対立理論によって禁じられている色の存在に異議を唱え、それらは実際には中間色であると主張した。しかし、彼ら自身の説明によれば、彼らの手法はクレインとピアンタニダの手法とは異なっていた。「彼らは偏向ミラーに接続された視線追跡装置を用いて網膜上の2色の境界を固定したのに対し、我々は視覚的な固視に頼った」。シェイとツェは、ビロックとツォウの手法と比較しておらず、彼らの研究が5​​年前の2001年に発表されたにもかかわらず、引用もしていない。[ 17 ]

フィクションでは

フィクション作品の中には、通常の人間の視覚スペクトルの外側にある、まだ観察されておらず、観察には高度な技術、異なる物理学、または魔法が必要となる架空の色について言及しているものがある。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]新しい色の導入は、読者に追加情報を提供することを意図した寓話であることが多い。 [ 21 ]このような色は現在視覚化不可能であるため、主に文学作品で議論されている（アニメ番組フューチュラマのエピソード「生まれ変わり」で新しい色が登場する際、その部分のアニメーションは意図的にグレーの色合いで表現されている[ 22 ]）。

参照

  • バスタードカラー: 劇場の照明では、通常はカラージェルで、少量の補色を混ぜた色。
  • 色の混合 - 原色または二次色を異なる量で組み合わせて色を作り出す
  • 色覚 – 光の周波数の違いを認識する能力
  • 擬似カラー画像 – 情報を色に変換して視覚化する手法。可視色のみの写真で表示される色とは異なる色で物体を描写する画像。
  • 中間グレー – デジタル カメラで測定された絶対的な明るさではなく、知覚的な明るさに合わせて写真を調整するために使用されるグレーの色合い。
  • Olo  – M錐体細胞の反応を分離して生成される仮想色
  • 目に見えない電磁波、例えば電波、マイクロ波、X線など。
  • グレーの陰影 – ジャスパー・フォードによる2009年の小説。社会階級が目に見える特定の色によって決まるという小説。
  • スペクトル色 – 可視スペクトル内の単一の光の波長によって誘発される色
  • 四色型色覚症 - 4種類の錐体細胞を持つ色覚のタイプで、4つの原色を持つ

参考文献

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さらに読む

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