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1 感性情報処理第 5 回カラーイメージと感性 関西学院大学理工学部情報科学科 長田典子 カラーイメージスケール (1) ( 株 ) 日本カラーデザイン研究所小林重順氏 世界で初めて, 感性のものさし イメージスケール を開発 単色のカラーイメージスケール 配色のカラーイメージスケール カラーデザインへの応用 1 8 単色カラーイメージスケール 130 色 120 有彩色 10 色相 12 トーン ロマンティッククリアプリティカジュアル 10 無彩色クール カジュアル 配色カラーイメージスケール 180 形容詞 ゴージャス エレガント ダンディ フォーマル クラシック 9 10

2 カラーイメージスケール (2) デザインとカラーイメージスケール 都市のイメージ 日本カラーデザイン研究所 感情を考慮したインテリアデザイン支援システム LIPSTICK (Life ambienceplanning System Treating Individual Cryptic Kansei) M. Kawasumi (Aichi Shukutoku Univ.), M. Kokubun (Toyota Central R & D Labs. Inc.) et al. 銀座のイメージ 新宿のイメージ 13 15

3 カラーサイエンス 色彩学ー学際的 (interdisciplinary) 科学から芸術, 基礎学問から応用技術までを網羅した, 色に関する総合的 ( 学際的 ) な学問 物と光と人間に関する科学 化学, 物理学, 心理学 生理学 脳科学 色とは何か? 光線に色はない. 光線は色の感覚を起こさせる性質があるに過ぎない - ニュートン 色は脳で見る 光の波長成分の比に応じて, 神経系で合成される感覚 光とは何か? 電磁波の一種 電磁波の分類 分類 = 周波数 / 波長主な用途超長波 (VLF) 3~ Hz _ 電波 長波 (LF) 30~ Hz=1km 船舶 航空機の通信 中波 (MF) 0.3~ Hz ラジオ放送 短波 (HF) 3~ Hz ラジオ放送 通信 波長 超短波 (VHF) 30~ Hz=1m FM 放送 テレビ放送 極超短波 (UHF) 0.3~ Hz UHFテレビ PHS 無線 LAN マイクロ波 (SHF) 3~ Hz 電子レンジ レーダー 衛星通信 ミリ波 (EHF) 30~ Hz 電波天文 衛星通信 簡易無線 サブミリ波 03~ ~ Hz _ 光 赤外線 0.72~ m 通信 暖房乾燥 写真 可視光線 400~ m[=nm] 光学機器 紫外線 100~ m 殺菌 化学作用の利用 線 1~1, m 線写真 医療 ガンマ線 10~1, m 厚さ計 食品照射 医療 色 = 心理物理色 分光 = 光を波長成分 ( スペクトル ) に分ける 波長 紫外線可視光線近赤外線赤外線遠赤外線 200nm 光の強弱 ( 混ざり具合 ) で色が変わる 光源 物体 S 錐体 (Short/ 青 ) M 錐体 (Middle/ 緑 ) L 錐体 (Long/ 赤 ) 1000nm = 1μm 3000nm 20 波長 色は光 物体 目の掛け算である 21

4 光の干渉 赤色の光 紫色の光 さまざまな光の性質と構造色 ( 構造が引き起こす色 ) 波の山と山 ( 谷と谷 ) による干渉 と 薄膜干渉 多層膜干渉 異方性のある物質 屈折 多層膜による干渉は 偏光板で挟まれた物質が 特定の入射 反射方向 異方性 ( 方向により屈折率 に対し決まった波長の が異なる ) をもつと波長に 薄い膜の表と裏とから反射された光は干渉して波長により強め合ったり弱め合ったりする 光だけ強く反射される より偏光の回転角が異なることで色がつく 物質の屈折率が波長によって違う ( 分散 ) ことにより波長の 異なる光が屈折により分離する 波の山と谷 による干渉 と 22 回折光の波面が物質により妨げられると光は回折される 回折角は波長により異なる 回折格子規則的に並んだ物体によって 波長に依存した方向性のある光の回折を行う 散乱波長より微小な粒子による光の散乱は方向性はないが 振動数の4 乗に比例して散乱強度が増す Mie 散乱波長と同じ程度の粒子による光の散乱は波長と粒子サイズの比により方向性が 23 異なる Y 色度図 1 y 彩度 色相 CIE(Commission International de l Eclairage, 国際照明委員会 ) 色が不均等 理想的な色の状態を表す MacAdamの楕円 実験的に求めた色度弁別閾 楕円は標準偏差を表す 色によって弁別閾が異なる 0 x

5 マンセル表色系 色相 色をhue( 色相 ), value ( 明度 ), chroma( ( 彩度 ) で表す. 数値化しにくい L*a*b* 表色系 彩度 明度 PCCS 表色系 色相 トーン lightness ( 彩度と明度の複合概念 ) w white Gy Gray Bk black p pale ltg light g g grayish dkg Dark g lt light sf soft d dull dk dark b bright s strong dp deep v Vivid saturation PCCSの利点 異なる色相でも, 明度 彩度の分布範囲をあわせることができる ( 正規化の効果 ) dp12[g]= 深い緑 34 35

6 色感性 色弁別 MacAdam の偏差楕円 青色はわずかな色差でも知覚される 色対比 補色は強調される 明度対比 > 色相対比 > 彩度対比 地色 : 大面積 注目色 : 小面積 面積効果 面積が大きくなると彩度明度が上がる 錯視 周辺色 模様によって実際と異なった色が見える カラーイメージ 温度感覚 ( 暖色 寒色 ) 大きさ感覚( 膨張色 収縮色 ) Warm-Cool, Soft-Hard 配色によるカラーイメージ 色の 見え カラー印刷物の色調不良 カラー印刷物の色調不良の評価 (NTT 谷水,1994) 色調不良の例 ( 東芝機械技報より ) CRT 画面の色むら評価 ( 日立製作所 ( 株 ) 浅野,1990) カラーシミュレータ カラーシミュレータによる塗装深み感の評価と設計への応用 クリヤー ( 豊田中研川澄,1998) 顔料 光輝材 クリヤー 自動車外板塗装の構造 メタリック塗装における光の経路 上塗り中塗り下塗り素地 顔料光輝材バインダー 38 (a) ソリッド塗装 (b) メタリック塗装 39

7 シェード部 ハイライト部 ( 拡散反射領域 ) ( 正反射領域 ) 光輝材 カラーシミュレータの処理の流れ R(θin, θout, λ) ρ(λ) λ λ 塗装の表面反射率 ( 変角 ) 光源の分光分布塗装板の表示形状 実在する塗装板の画像生成 ( 実測値 ) 配光計算 ( 実測値 ) (a) 色の見え ( 巨視的要因 ) (b) 奥行き感 ( 微視的要因 ) 塗装深み感を形成する2 大要因 着色計算 深み感 心理量巨視的要因色の見え奥行き感微視的要因 物理量 ( 理論上 ) 物理量 ( 実現上 ) 塗装工程色の分布層の構造 膜厚顔料の種類 濃度光輝材の分布光輝材の種類 粒形 量 ( コスト, 生産性 ) 色の見え制御のための表色系変換 YZ 表色系 RGB 階調度表示 Munsell 表色系 色相 明度 彩度 カラーシミュレータ 制御 自動車深み感に対する心理的要因と物理的要因 小 ( 深み感深 ) 大 塗装深み感と色変化 色相の効果明度の効果彩度の効果 紺色のメタリック塗装 赤色のソリッド塗装 小 ( ( 深み感 ) 大 ハイライト部中心の明度変化 シェード部中心の明度変化 小 ( 深み感 ) 大 彩度が効果をもつ被験者グループ 彩度が効果をもたない被験者グループ 質感を伴う色の視感度計測 物体表面色に対する人間の視感度特性の測定手法 ( 豊田中研川澄,2000) ダッシュボードの色ずれ ( 質感 : シボ ) Y G B P R 色相 ( ) 低 ( 明度 ) 高 基準塗装を変えた場合の色相の効果明度変化の勾配を変えた場合の効果被験者グループ別の彩度の効果 塗装深み感を向上させる条件 低 ( 彩度 ) 高 部品の色ずれ評価システム ( 現行 ) 色相 明度 深み感 ( 大 ) となる条件 Munsell Y 付近 平均 : 低シェート 部 : 低 効果の大きさ 効果の個人差 彩度高 有 カラーシミュレータ利用による成果 変角測色機 色ずれ評価式 パソコン 明度差 ΔE B =T D ΔL* diffuse+ T S ΔL* specular 観察特性色度差 ΔE C =ΔC* diffuse/s i 色感度特性 ( : 測色値 )( : 係数 ) Δb* 色ずれの等感度線 色 A 色ずれA' 目で感じる色の差色ずれA'' A~A' A~A'' '' Δa* ( ) 44 a*-b*: 国際照明委員会準拠の色空間

8 透過的着色のしくみ C RT ディスプレイ 質感を持つ物体 ( 同じものを2つ ) ハーフミラー ( 色ずれ部品色 ) ( 理想部品色 ) 観察者 (a) 刺激生成方法 45 色感度特性 色感度特性の測定方法 N 色ずれ部品色 (b) 観察者からの刺激の見え b* 理想部品色 a* (c) 刺激の測色値 b* (2 倍拡大表示 ) 2 ブラウン a* 色感度特性の測定結果 -4-2 グレイ 46 ブルー 年齢差による視覚特性の補正 ナビゲーション画面の加齢による見えの補正 ( 豊田中研中野,1997) ペイントシミュレーション マジョーラ ( 日本ペイント ) 偏光性塗料 カスタムドレスアップ 原画像 60 代の見え方 才用補正画面

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