光の三原色から全ての色が作れるのはなぜですか？ そもそも単色光は正弦波なのですか？ 以下、光が正弦波

光の三原色から全ての色が作れるのはなぜですか？
そもそも単色光は正弦波なのですか？
以下、光が正弦波だと仮定すると、赤の波長が700nm、青の波長が435.8nm、緑の波長が546.1nmらしいのですが、これらの波長の正弦波の組み合わせで、あらゆる波長の正弦波が作れるとは思えません。

No.12 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/09/12 13:42

>三角形の外側の三原色で表現できない色が、

>スマホのディスプレイで表現できているのは何故ですか？

液晶で表示できる色の範囲は、三原色が単一波長では無いので
三角形の位置がだいぶ違いますが、いづれにしても三角形の外の色を表現することは出来ません。

CIE図を作成する際、それっぽく見えるようにRGB値が割り振られてます、それらしく見えるだけで、本当のCIE図の色はスマホ上の色とは異なっています。
#真っ正直なRGB値だと、R、G、Bのどれかが負になって不可能なので
#誤魔化してます(^_^;)

下のCIE図は幾つかの規格でディスプレイで表示可能な色範囲を表してます。
幸い、人間の目は、CIE図左上部分の色の色差にあまり敏感では無いので
色が大きく崩れてしまうことはありません。

No.11 回答者： sorewasennsei 回答日時： 2024/09/12 12:50

測光量は心理物理量です。

網膜の桿体、錐体で感じて、脳で判断するからです。赤に感度の高い錐体が突然変異して緑の感度が高くなったものができたから、人は森林をでて草原で草木を見つけ食べられるようになったといわれています。

No.10 回答者： mojitto 回答日時： 2024/09/12 09:53

今はずいぶん減りましたがトンネルの中のオレンジのランプを直接計測するのと、それをカメラで撮影してディスプレイに投影したものを計測するのでは、人間の目には同じオレンジの光ですが波長は違います。

No.9 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/09/12 09:50

>人間の目の色センサー(細胞）は、赤・緑・青の３色にしか反応しません。

>それ以外の波長なんか、センサーは反応しません。

これは間違い。3種類の錐体細胞は光の波長に対する感度が異なりますが
特定の色に反応するというものではありません。
https://www.nig.ac.jp/color/barrierfree/barrierf …

No.8 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/09/12 09:43

>波長600nmの可視光を目に当てた時に見える色と、

>同じ色を三原色で表現した場合

単一波長の色を3原色の混色で完全に再現することはできません。
#600 nm の光は3原色でかなりの精度で再現できますが・・・

図(CIE図)の逆U型が人が見れる色の全て。逆U型の上端の波長目盛りが入った線が単一波長の色です。単一波長では逆U型の領域の端のわずかな色(虹の色)しか表せません。

黒い太い線の三角形は、3つの単一波長の光の混色で表すことができる色の範囲です。
3原色の混色では、人が目で見ることができる全ての色を作れないことをわかります。

この回答へのお礼

三角形の外側の三原色で表現できない色が、スマホのディスプレイで表現できているのは何故ですか？スマホのディスプレイは三原色の混色で色を作り出しているのではないのですか？

お礼日時：2024/09/12 12:13

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/09/12 09:16

>光の三原色から全ての色が作れるのはなぜですか？

作れません。

>これらの波長の正弦波の組み合わせで、
>あらゆる波長の正弦波が作れるとは思えません。

色というのは通常複数の波長の光を混合したものです。
複数の波長の光を混合しないと得られない色がほとんどです。
例えば単一波長の光に白はありません。

色＝波長　という発想は根本的に色というものを
取り違えています。
#音の高さ=音の波長　からの類推？

もちろん、波長の違う正弦波を足して正弦波にはなりません。
波長の異なる波の混合物になるだけです。我々が日常見ている色は
様々な波長の波の混合物です。

No.6 回答者： isoworld 回答日時： 2024/09/12 07:04

たとえば３原色（ＲＧＢと称する）でない波長600nmの可視光を目に当てた時に見える色と、同じ色を３原色で表現した場合（３原色の配合を、光の強さも含めて、うまく調整すれば）、人の目には同じ色に見えます。

実際、最近のデジタルカメラではCMOSセンサー（受光センサー）はＲとＧとＢに感じる３つだけの画素で構成されています。それで（人間の目には）天然色に感じるわけ。

No.5 回答者： ssawatake 回答日時： 2024/09/11 21:18

全ての色と言うのは、人間の脳が認識出来ると言う意味。

人間の目の色センサー(細胞）は、赤・緑・青の３色にしか反応しません。
それ以外の波長なんか、センサーは反応しません。

赤・緑・青の強弱の組み合わせによって、脳が「色」として認識。

No.4 回答者： isoworld 回答日時： 2024/09/11 21:16

回答No.2にあるように、人間の視細胞は３原色に反応し、その３原色があれば人間の脳はあらゆる色で表現できるように感じてしまうわけ。

なので、３原色あれば全ての色が作れるのではなくて、３原色で描けば人間の脳は全ての色が表現できると思ってしまうだけのことです。

単色光はスペクトル幅がないため、正弦波だと見られます。もし正弦波でなければ、雑色が混じっていることになります。

> 正弦波の組み合わせで、あらゆる波長の正弦波が作れるとは思えません。

そうです。その説明は上記のとおりです。つまり、赤（700nm）、青（435.8nm）、緑（546.1nm）が混じっているだけの光にすぎません。でも人間の目（というか脳）は、混ざり具合によって、あらゆる色に見えるわけ。

この回答へのお礼

たとえば三原色でない波長600nmの可視光を目に当てた時に見える色と、同じ色を三原色で表現した場合、光の波長(周波数の組成)が違くて人の目には同じ色に見えると言うことですか？

お礼日時：2024/09/11 23:53

No.3 回答者： 河内のおやじ 回答日時： 2024/09/11 21:12

結論だけ簡単に言うと人間の目は、三色の色しかわからないという事です。