TL：DR
原色は実際に実際に存在しますか？
番号。
光の原色はありません。実際、光に固有の色はまったくありません（または電磁放射の他の波長）。私たちの目/脳システムによるEMRの特定の波長の知覚には色のみがあります。
または、赤、緑、青を選択したのは、それらが人間の目の錐体が反応する色だからです。
人間の視覚システムは三色であるため、3色再現システムを使用しますが、3色再現システムで使用する原色は、3つの色のそれぞれに一致しません。人間の網膜は最も反応がよいです。
簡潔な答え
自然界には「色」というものはありません。光には波長しかありません。可視スペクトルの両端の電磁放射源にも波長があります。可視光と電波などの他の形態の電磁放射との唯一の違いは、私たちの目は特定の波長の電磁放射に化学的に反応し、他の波長には反応しないことです。それ以外には、「光」と「電波」または「X線」との間に実質的な違いはありません。なし。
私たちの網膜は、それぞれ異なる波長の電磁放射に最も反応する3つの異なるタイプの錐体で構成されています。「赤」と「緑」のコーンの場合、ほとんどの波長の光に対する応答にはほとんど違いがありません。しかし、違いを比較し、どちらがより高い応答を持っているか、赤または緑の円錐、私たちの脳は、光源が最も強い赤と青の方向と距離を補間できます。
色は、網膜の3つの異なるタイプの錐体の相対的な反応を比較し、各錐体セットが同じ光に反応する異なる量に基づいて「色」の知覚を作成する眼脳システムの構成体です。人間が知覚する色は、単一波長の光では作成できない色がたくさんあります。たとえば、「マゼンタ」は、可視スペクトルの一方の端にある赤色光と可視スペクトルのもう一方の端にある青色光に同時にさらされると、脳が作り出すものです。
色再現システムには原色として機能するように選択された色がありますが、特定の色はシステムごとに異なり、そのような色は必ずしも人間の網膜の3種類の錐体のピーク感度に対応するわけではありません。「青」と「緑」は人間のSコーンとMコーンのピーク応答にかなり近いですが、「赤」は私たちのLコーンのピーク応答の近くにはありません。
拡張回答
バイエルマスクセンサーのカラーフィルターのスペクトル応答は、人間の網膜の3つの異なるタイプの錐体の応答によく似ています。実際、私たちの目は、ほとんどのデジタルカメラよりも赤と緑の間に「重なり」があります。
私たちの目の3つの異なるタイプの円錐の「応答曲線」：注：「赤」L線は、640-650nmではなく570-nmでピークになります。私たちが「赤」と呼ぶ色。
最新のデジタルカメラの一般的な応答曲線：注：センサーの「赤」フィルター処理された部分は、「赤」と呼ばれる640nmではなく、「オレンジ」と呼ばれる600nmでピークになります。
IRおよびUV波長は、ほとんどのデジタルカメラのセンサーの前にあるスタック内の要素によってフィルター処理されます。その光のほとんどすべては、光がバイエルマスクに到達する前にすでに除去されています。一般的に、センサーの前にあるスタックにある他のフィルターは存在せず、センサーのスペクトル応答をテストするときにIRおよびUV光は除去されません。写真を撮るときにカメラからこれらのフィルターを取り外す場合を除き、各カラーフィルターの下のピクセルの870nmへの応答は、実質的に800nm以上の波長の信号がベイヤーマスクに到達できないため、無関係です。
- 赤、緑、青の「オーバーラップ」がありません（より正確には、網膜の3つの異なるタイプの錐体の感度曲線は、565nm、540nm、445nmを中心としたピーク感度で光に成形されます）多くの色を知覚する方法で色を再現することはできません。
- 私たちの目/脳の視覚システムは、単一波長の光だけでなく、異なる波長の光の組み合わせと混合から色を作り出します。
- 可視光の特定の波長に固有の色はありません。私たちの目/脳が特定の波長または光の波長の組み合わせに割り当てる色のみがあります。
- 私たちが知覚する明確な色の多くは、単一波長の光では作成できません。
- 一方、特定の色の知覚をもたらす特定の単一波長の光に対する人間の視覚の反応は、他の波長の光の適切な比率を組み合わせて網膜で同じ生物学的反応を生成することによっても再現できます。
- RGBを使用して色を再現する理由は、「赤」、「緑」、および「青」の色が何らかの形で光の性質に固有であるためではありません。そうではありません。RGBを使用しているのは、三色性¹が目/脳システムが光に反応する方法に固有であるためです。
「赤」コーンの神話とバイエルマスクの「赤」の神話フィルター。
「RGB」が人間の視覚システムに固有のものであると多くの人々が理解しているのは、Lコーンが640nm付近の赤色光に最も敏感であるという考えにあります。ではない。（ほとんどのBayerマスクの「赤」ピクセルの前のフィルターもありません。以下に戻ります。）
Sコーン（「S」は「サイズが小さい」ではなく「短波長」に最も敏感であることを意味します）は、約445nmに最も敏感です。 。
私たちのMコーン（「中波長」）は約540nmに最も敏感です。これは、ほとんどの人がわずかに青味がかった緑として知覚する光の波長です。
私たちのLコーン（「長波長」）は約565nmに最も敏感です。これは、私たちのほとんどが黄色よりも少し緑が多い黄緑色として知覚する光の波長です。私たちのLコーンは、565nmの「黄緑色」の光に比べて、640nmの「赤色」の光にそれほど敏感ではありません。
上記の単純化された最初のグラフが示すように、MコーンとLコーンの間にはそれほど違いはありません。しかし、私たちの脳はその違いを利用して「色」を知覚します。
別のユーザーのコメントから別の回答へ：
原色として黄色を持っている地球外宇宙人を想像してください。彼女は私たちのカラープリントとスクリーンが欠けていることに気付くでしょう。彼女は、彼女が知覚している世界と私たちのカラープリントやスクリーンの違いを見ないで、部分的に色覚異常だと思うでしょう。
これは、565nmが「黄色」の「緑」側にある場合に、Lコーンのピーク感度を「赤」と記述するよりも、約565nmに最も敏感なコーンの感度の実際の正確な記述です。「赤」と呼ぶ色は約640nmを中心にしています。これは「黄色」から「オレンジ」の反対側にあります。
色再現システムで3色を使用する理由
ここまででカバーしたことを要約すると、次のようになります。
光の原色はありません。
それは、人間の視覚の三色性の性質であり、三色再現システムが、私たち自身の目で世界を見る方法を多かれ少なかれ正確に模倣することを可能にします。多数の色を認識します。
私たちが「原色」と呼ぶものは、各タイプのコーンが最も敏感な光の3つの波長に対して知覚する3色ではありません。
色再現システムには原色として機能するように選択された色がありますが、特定の色はシステムごとに異なり、そのような色は人間の網膜の3種類の錐体のピーク感度に直接対応しません。
再現システムで使用される3色は、それが何であれ、人間の網膜の各タイプの錐体が最も敏感な光の3つの波長と一致しません。
たとえば、犬に「色の正確な」画像を提供するカメラシステムを作成する場合は、犬の網膜の錐体の反応を模倣するのではなく、犬の網膜の錐体の反応を模倣するようにマスクされたセンサーを作成する必要があります人間の網膜の錐体。犬の網膜には2種類の錐体しかないため、「可視スペクトル」は私たちとは異なって見え、似たような波長の光を区別することはできません。犬用の色再現システムは、センサーマスク上の3つではなく2つの異なるフィルターに基づいている必要があります。
上記のチャートは、庭で放り出したばかりの新しい光沢のある真っ赤なおもちゃのすぐそばを犬が走るのが馬鹿だと思う理由を説明しています。「赤」と呼ばれる光の波長はほとんど見えません。犬にとっては、人間にとって非常に薄暗い茶色のように見えます。それに加えて、犬は人間のように近距離で焦点を合わせる能力を持たない-彼らはそのために強力な嗅覚を使用する-彼はあなたがちょうど引き出したばかりの新しいおもちゃの匂いを嗅ぐことはないので、彼は明らかに不利な立場にある入ったパッケージの
人間に戻る。
「のみ」赤、「のみ」緑、「のみ」青の神話
「青」フィルターピクセルが445nmの光のみに反応するセンサー、「緑」フィルターピクセルが540nmの光のみに反応するセンサー、「赤」フィルターピクセルがのみに反応するセンサーを作成できる場合565nmの光は、私たちの目が私たちが知覚する世界に似ているものとして私たちの目が認識する画像を生成しません。そもそも、「白色光」のエネルギーのほとんどすべてがセンサーに到達するのをブロックされるため、現在のカメラよりも光に対する感度がはるかに低くなります。上記の正確な波長のいずれかで光を放出または反射しなかった光源は、まったく測定できません。そのため、シーンの大部分は非常に暗いまたは黒になります。また、たとえば490nmで多くの光を反射するオブジェクトと615nmで多くの光を反射するオブジェクトを区別することは不可能です。 。私たちが知覚する明確な色の多くを区別することは不可能でしょう。
「青」フィルターピクセルが約480nm未満の光のみに反応するようにセンサーを作成した場合でも、「緑」フィルターピクセルは480nm〜550nmの光のみに反応し、「赤」フィルターピクセルは550nm以上の光では、目で見たような画像をキャプチャして再現することはできません。それはセンサーよりも効率的に感受性として説明されるであろうが唯一 445nm、のみを540nm、及びだけ 565nm光、それはまだはるかに敏感バイエル社によって提供される重複感度センサーをマスクよりもあろう。人間の網膜の錐体の感度の重複する性質は、同じ光に対する錐体の各タイプの反応の違いから色を知覚する能力を脳に与えるものです。カメラのセンサーにこのような重複する感度がなければ、網膜からの信号に対する脳の反応を模倣することはできません。たとえば、490nmの光を反射するものと540nmの光を反射するものをまったく区別することはできません。単色カメラが光の波長を区別できず、光の強度のみを区別できるのとほぼ同じ方法で、すべての波長の1つだけに含まれる波長のみを放出または反射しているものの色を区別することはできません3つのカラーチャンネル。
非常に限られたスペクトルの赤色照明下で見ているときの様子を考えてください。赤いシャツと白いシャツの違いを見分けることは不可能です。両方とも、私たちの目には同じ色に見えます。同様に、限られたスペクトルの赤色光の下では、青色の色は、それが輝く赤色光を反射せず、反射する青色の光が反射しないため、黒色のように見えます。
赤、緑、青は「完璧な」カラーセンサによって慎重に測定されることを全体的なアイデアは、バイエルは、カメラが色を再現マスクされた方法についてしばしば繰り返さ誤解に基づいている（緑色フィルタは唯一の赤色フィルタは、緑色の光を通過させるだけことができます通過する赤色光など）。また、「色」とは何かという誤解にも基づいています。
バイエルマスクカメラの色の再現方法
RAWファイルは実際に格納しない任意のピクセルごとに色を。ピクセルごとに単一の輝度値のみを保存します。
各ピクセルにベイヤーマスクを使用すると、各ピクセルに「赤」、「緑」、「青」のいずれかのフィルターで光がフィルター処理されることは事実です。しかし、緑色の光のみが緑色のフィルターされたピクセルに到達する、または赤色の光のみが赤色のフィルターされたピクセルに到達するハードカットオフはありません。あります多くは、²多くの赤い光といくつかの青い光が緑のフィルターを通過します。たくさんの緑色の光と少しの青色の光でさえ、赤のフィルターを通過し、赤と緑の光の一部は、青でフィルター処理されたピクセルによって記録されます。生ファイルはセンサーの各ピクセルの単一の輝度値のセットであるため、生ファイルに対する実際の色情報はありません。色は、3つの色のいずれかでフィルター処理された隣接するピクセルをベイヤーマスクと比較することで得られます。
緑のフィルターを通過する「赤」波長の対応する周波数で振動する各光子は、「緑」波長の周波数で振動して各ピクセルが同じピクセルに入るのとまったく同じようにカウントされます。³
これは、白黒フィルムを撮影するときに、レンズの前に赤いフィルターを置くようなものです。単色の赤い写真にはなりませんでした。また、赤のオブジェクトのみに明るさが含まれる白黒写真にはなりません。むしろ、赤のフィルターを介して白黒で撮影した場合、赤のオブジェクトは、シーン内で赤のオブジェクトと同じ明るさである緑または青のオブジェクトよりも明るい灰色の影に見えます。
単色ピクセルの前にあるベイヤーマスクも色を作成しません。さまざまな波長の色調値（特定の波長の光の輝度値が記録される明るさまたは暗さ）を量を変えて変更します。Bayerマスクで使用される3つの異なるカラーフィルターでフィルター処理された隣接ピクセルの色調値（グレー強度）を比較すると、その情報から色が補間されます。これがデモザイキングと呼ばれるプロセスです。
「色」とは何ですか？
特定の波長の光を「色」の人間と同等にすることは、特定の波長が少し誤った仮定であると認識します。「色」はそれを知覚する目/脳システムの構成要素であり、「可視光」と呼ばれる電磁放射の範囲の部分にはまったく存在しません。離散的な単一波長のみの光が特定の色として知覚される場合がありますが、私たちが知覚する色の一部が単一波長のみを含む光では生成できないことも同様に真実です。
「可視」光と目に見えないEMRの他の形式の唯一の違いは、目がEMRの特定の波長に化学的に反応する一方で、他の波長には化学的に反応しないことです。バイエルマスクカメラは、センサーが網膜が可視光の波長に反応する三色の方法を模倣するため機能します。また、センサーからの生データを処理して可視画像に変換すると、網膜から得た情報を脳が処理する方法を模倣します。しかし、当社の色再現システムでは、人間の網膜の3種類の錐体が最も反応する3つの波長の光に一致する3つの原色を使用することはほとんどありません。
¹ 希少な人間は非常に少なく、そのほとんどが女性で、緑（540nm）と赤（565nm）の間の波長の光に最も敏感な追加のタイプの円錐を持つ四色覚です。ほとんどのそのような個人は機能的な三染色体です。機能的四染色体であると明確に確認されたそのような人は1人だけです。被験者は、通常の三色覚を持つ他の人間よりも多くの色を識別できます（非常に類似した色の間のより細かい区別に関して-「可視スペクトル」の両端の範囲は拡張されませんでした）。
²「赤」フィルターは通常、実際には緑がかった青の「緑」フィルターよりも「赤」に近い黄橙色ですが、実際には「赤」ではないことに注意してください。そのため、カメラセンサーを調べると青緑色に見えます。バイエルマスクの半分はやや青味がかった緑、4分の1は青味がかった紫、4分の1は黄橙色です。実際には「赤」と呼ばれる色であるバイエルマスクにはフィルターがありません。インターネット上のすべての図面は、「赤」を使用して描写しています。
³光子が振動する波長に基づいて、光子が運ぶエネルギー量にはごくわずかな違いがあります。しかし、各センサー（ピクセルウェル）はエネルギーを測定するだけで、エネルギーがわずかに多いまたは少ないフォトンを区別せず、シリコンウェーハに落ちるときに放出されるすべてのフォトンが放出するエネルギーを蓄積するだけです。その感覚。
