【情報Ⅰ】 混色理論 フルカラーを出すためには

フルカラーを出すためには
○ 昔、パソコンのディスプレイは白黒モニタではなくブラウン管のグリーンディスプレイで濃い緑の画面に白い文字が表示されるものでした。私が大学の頃には14インチのカラーディスプレが主流で販売されていました。しかし、就職先ではまだグリーンディスプレイも混在しており、仕事でグリーンディスプレイを使用した事もありました。市販のソフトはほぼなくコンピュータを動かすためには自分でプログラムを書き使う時代でした。大学の卒業研究で原子炉のマスバランスを日立の8ビットパソコンでプログラムを組み計算するプログラムを独学でBASIC言語を学び計算しましたが今ならエクセルで出来る内容だったと思われます。BASIC言語で使えたカラーは8色だったと思います。今回はカラーの発色について説明します。 
混合理論とは

○ 混合理論とモニターやプリンタで色を扱う上での基本的な理論です。
〇 混合理論を考える前に
 ・ モニタの電源がOFFの時は 画面は黒です。
    光の三原色
     暗い所でライトを付けると考えて下さい。
 ・ 水彩画で絵を描く時 書く紙は白です。
    色の三原色
     白い紙に絵の具を混ぜて使うと考えて下さい。
     または、
     白い紙に色を吹き付けると考えて下さい。
このようにそれぞれの三原色の理論は異なります。
では、比較です。

光の三原色 色の三原色​
加法混色 減法混色​
R・G・Bの明るさを強めると白くなります。 C・M・Yを混ぜると暗くなり黒に近付くなります。
RGB​
  赤(Red)
  緑(Green)
  青(Blue)​
CYM​
  シアン(C)
  マゼンタ(M)
  イエロー(Y)
「プロジェクタ」
「液晶画面」 など
「プリンタ」
「絵の具」など
3つの部分をまとめて画素
最小単位

一つ一つのインクの点をドット

※ 減法混色​でプリンタを3色でも使えますが、3色を重ねて理論上は黒になりますが実際は黒は作れません。また、3色で黒の文字を作るとコストも掛かります。だから、カラープリンタは4色になります。

色の表現方法

〇 光の三原色は赤・緑・青のライトのON/OFFだけなら8色しか表現できません。もっと多くの色を出すためには細かく分ける事が必要になります。

 階調という考え方です。
   光の明るさが変化する段階数を階調と言います。
   光をON/OFFなら2階調
     8段階に分けるなら8階調になります。
     256段階に分けるなら256階調になります。
       ※ 256は0~255まで256段階になります。これは1バイトになります。
  
  カラーの考え方は赤いライト、緑のライト、青いライトがそれぞれ256段階で変化でき、その組み合わせで、約1677万色を発光出来ます。
    

画像の名称
ビット数 各色の階調 色数
赤 緑 青 ビット数
8色カラー 1 1 1 3 2階調 8色
64色カラー 2 2 2 6 4階調 64色
24ビットフルカラー 8 8 8 24 256階調 16777216色

  ※ 8色カラーは                 2   ×   2   ×   2   = 8   
    24ビットフルカラーは  256 × 256 × 256 = 16777216   

〇 色の三原色はシアン・マゼンタ・イエローのインクを吹き付け重ねる事で色々な色を疑似的に見せています。
    

色の表記方法
〇 色を数値で表す時は 16進数で表します。
         ・ 2進数 1ビット  ON か OFF なら
     赤・緑・青のON ・OFFの組み合わせで 8(色)パターン
     16進数 8ビット 00~FF で 256パターン
                        2進数    16進数
        OFF ーーー 00
        ON  --- FF
     となりますが、256階調の考えを用いると

     10進数で   0 ~ 255 パターン は
     16進数では  00 ~   FF パターン になります。

               RGB    —  赤・緑・青 — 16進数なら  FFFFFF になります。        

  赤 緑 青 16進数 10進数
黒 OFF OFF OFF 000000 0・0・0
赤 ON OFF OFF FF0000 255・0・0
イエロー ON ON OFF FFFF00 255・255・0
緑 OFF ON OFF 00FF00 0・255・0
シアン OFF ON ON 00FFFF 0・255・255
青 OFF OFF ON 0000FF 0・0・255
マゼンタ ON OFF ON FF00FF 255・0・255
白 ON ON ON FFFFFF 255・255・255
まとめ
〇 カラーディスプレイはRGBの画素の塊を制御して画像や動画を画面に映し出しています。
  プリンターはシアン・マゼンタ・イエローのインクを吹き付け重ねる事で画像や文字が印刷されます。
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