このサイトは、ほんの入り口です

ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

新聞しんぶんの カラー写真しゃしんを 虫眼鏡むしめがねで 見ると、なにが 見えるの?

新聞のカラー写真を虫めがねで見ると、色は小さな点でできている

新聞や本のカラー写真は、なぜ4色のインキだけで多彩な色に見えるのか:色分解と網点の角度

分野:技術

新聞の カラー写真しゃしんに 虫眼鏡むしめがねを あてて みると、なめらかな 色の 絵では なく、小さな 点が びっしり ならんで います。しかも、点の 色は、ほんの 4しゅるいだけです。

たった 4つの 色で、どうして たくさんの 色が 出せるのでしょう。1まいの 写真は、どうやって 4まいに 分けて いるのでしょう。この ページを 読むと、点の 大きさで 色が かわる ことと、4まいの 点が わざと かたむきを ずらして かさねられて いる ことが 分かります。

新聞のカラー写真に虫めがねを当てると、なめらかに見えた色が、小さな点の集まりに変わります。点のインキは、シアン・マゼンタ・イエロー・黒の4色だけです[1]。

たった4色で、なぜ多彩な色が出せるのでしょうか。1枚の写真は、どのようにして4枚の版に分けられるのでしょうか。この記事を読むと、点の大きさで色が変わるしくみ、色分解の考え方、そして4色の点が角度をずらして重ねられる理由が分かります。

新聞や本のカラー写真を拡大すると、連続した色面ではなく、小さな点(網点)の集まりに見える。使われるインキは、シアン・マゼンタ・イエローの3原色に黒を加えた4色にすぎない[1]。ではなぜ、それだけで多彩な色が再現できるのか。さらに、4色の網点はなぜ色ごとに並ぶ角度をずらして刷られるのか。

この記事を読むと、網点の大きさによる色の表し方、フィルターによる色分解の原理、角度をずらす理由と、その角度が資料によって違うことが分かる。

読み方を切り替えられます。画面の上にある「よみかた」のボタンで、小学校低学年むけ・小学校高学年むけ・中学生むけの3つの書き方に切り替わります。むずかしいと思ったら、いつでもやさしい方に戻ってください。選んだ読み方はブラウザが覚えているので、次に別の記事を開いたときも同じ読み方で始まります。

1. 虫眼鏡むしめがねで 見ると、色は なにで できて いるの?

1. 虫めがねで見ると、色のかたまりが点の集まりに変わる

1. 拡大すると、色面は4色の網点の集まりに見える

新聞の カラー写真に 虫眼鏡むしめがねを あてて みましょう。うつっている 人の ほっぺたも、青い 空も、小さな 点の あつまりです。

カラーの 印刷いんさつでは、シアン(みずいろ)、マゼンタ(あかむらさき)、イエロー(きいろ)、そして 黒の 4しゅるいの インキを つかいます。この 4つの 色の 点が かさなって、たくさんの 色に 見えて いるのです。

ある 記事では、本の 表紙を 120ばいの けんびきょうで 見た 人が 「白い ところ いがいは、色の つぶつぶに 見えた」と 書いて います。たしかに、色の 絵は 点で できて いました。

では、4つの 色の 点だけで、どうして オレンジも 茶色も 出せるのでしょう。

新聞のカラー写真に虫めがねを近づけると、人の肌も青い空も、細かい点が並んでできていることが分かります。この点を網点といいます[1]。

カラー印刷では、シアン(青緑がかった水色)、マゼンタ(赤紫)、イエロー(黄)の3つの原色に、黒を加えた4色のインキを使います[1]。色ごとに別々の版を作り、それぞれが網点になって紙に重なります。

家庭のインクジェットプリンターも、この4色の機種が多く、色を追加した機種もあります。ある体験記事では、本の表紙を120倍の顕微鏡で見ると、白い部分以外が色の粒々に見えたと紹介されています[9]。粒の正体が網点だという説明はその記事にはありませんが、印刷物を大きくすると色が粒に見える、という点は同じです。

けれども、4色しかないのに、オレンジも茶色も出せるのはどうしてでしょうか。

新聞や本のカラー写真を拡大すると、連続した色面に見えたものが、小さな点の集まりであることが分かる。この点が網点である。カラー印刷は、イエロー・マゼンタ・シアンの3原色に黒を加えた4色のインキで、多彩な色を再現する[1]。色ごとに版を作り、それぞれの版が網点のパターンとなって紙に重なる。

家庭用インクジェットプリンターも、シアン・マゼンタ・イエロー・黒の4色の機種が多く、色を追加した機種もある。ある体験記事は、本の表紙を120倍の顕微鏡で見ると、白以外の部分が色の粒々に見えたと伝える[9]。ただしその記事は、粒が網点であるという説明まではしていない。拡大すると「粒」が見える、という観察の事実にとどまる。

ここで疑問が残る。インキが4色しかないのなら、オレンジも茶色も、なぜ出せるのか。鍵は、色の種類を増やすことではなく、点の大きさを変えることにある。

2. 点の 大きさで、色は どう かわるの?

2. 4色だけで、なぜたくさんの色に見えるのか

2. 色数ではなく、点の大きさで濃淡を表す

4つの 色の 点は、大きさが ぜんぶ 同じでは ありません。大きい ところも あれば、とても 小さい ところも あります。この 点の 大きさを 少しずつ かえる ことで、たくさんの 色を 作って います[1]。

うすい 色の ところは 点が 小さくて、白い 紙が 多く のこります。こい 色の ところは 点が 大きいのです。インキを 水で うすめて いるのでは なく、点の 大きさを かえて いるのです。

印刷いんさつでは、インキの こさを 0から 100%で あらわします。100%の ところは べたっと ぬり、それより うすい ところは 点の あつまりに します[4]。

はなれて 見ると、点は 1つずつ 見わけられなく なります。白い 紙の ところと 点の ところの 広さの わりあいで、明るさが 決まって 見えます[6]。白黒の 写真も、黒い 点の 大きさで 作られて います。

鍵になるのは、インキの色を増やすのではなく、点の大きさを変えることです。4色それぞれの網点の大きさを少しずつ変えることで、多彩な色が再現されます[1]。

印刷の濃度は、シアン・マゼンタ・イエロー・黒のそれぞれを0〜100%で指定します。濃度が100%の部分はインキがべったりのる面で、100%以外の部分は網点の集まりで表されます[4]。

なぜ点にすると濃淡が出るのでしょうか。網点は、画像を限られた色数の小さな点のパターンで表したものです。遠くから見ると点は見分けられなくなります。白黒(単色)の網点なら、点と白い紙の面積の比で明るさが決まって見えます[6]。白黒の写真でも、灰色の部分は黒の点の大きさで表されています。

新聞の写真で、薄い色の所ほど紙の白が多く残って見えるのは、このためです。インキを水で薄めているのではなく、点の大きさで調整しています。

では、元の1枚のカラー写真から、4色それぞれの点の大きさはどう決まるのでしょうか。

鍵は、色数ではなく網点の大きさである。4色それぞれの網点の大きさを微妙に変えることで、多彩な色を再現する[1]。濃度はCMYKの各色を0〜100%で指定し、100%の部分はインキがべたに刷られ、100%以外の部分は網点の集まりで表される[4]。

点にすると濃淡が出る理由は、網点が、限られた色数の小さな点のパターンで画像を表す方法だからである。観察距離が離れると点は見分けられなくなる。白黒(単色)の網点では、点と紙の白地の面積比が明るさとして知覚される[6]。この原理はグレイスケール画像でも同じで、灰色は黒の網点の面積比で表される。

インクジェットや絵の具のように、インキを混ぜて中間の濃さを作るのではない。1つの点のインキの濃さは変わらず、変わるのは点の面積である。そのため、薄い色の部分ほど点は小さく、紙の白が多く残る。

ここから、さらに大きな問いが出る。元のカラー写真を、どうやって4色それぞれの網点の大きさに変換するのか。

3. 1まいの 写真を、どうやって 4まいに 分けるの?

3. 1枚のカラー写真を4枚の版に分ける「色分解」

3. 色分解:フィルター3枚の撮影と、明るさだけの黒の版

1まいの カラー写真を、4まいの 版ばんに 分ける しごとを、色分解ぶんかいと いいます。版ばんは、色ごとに 1まいずつ 作る、はんこの もとの ような ものです。

むかしの 考え方では、3しゅるいの フィルターを 通して 写真を うつします。フィルターは 色つきの すきとおった 板で、シアン・マゼンタ・イエローの 成分せいぶんだけを 通します。すると、色ごとの 明るさを きろくした 3まいの 写真ができます[2]。

4まいめは、元の 絵の 明るさだけを とりだした 写真で、これが 黒の 版ばんに なります[2]。黒の 版ばんが ないと、絵全体の ようすが ぼやけて、あざやかさも 少なくなると いわれます[2]。

今の 製版せいはんは、コンピューターで する ことが 多いので、ここでは 考え方を つたえるために、フィルターで うつす やり方を れいに しました。

1890年には、アイヴスと いう 人の とっきょに、写真から 3色の 点で 色を つける やり方も 入って いました[8]。

1枚のカラー写真を、4色それぞれの版に分ける作業を色分解といいます。キヤノンの子ども向け解説によると、カラー原稿を3種類のフィルターで撮影すると、シアン・マゼンタ・イエローの成分ごとの写真が3枚でき、それぞれが各色の版のもとになります。4枚目は原稿の明るさだけを取り出した写真で、これが黒(K)の版になります[2]。

なぜ黒の版が必要なのでしょうか。同じ解説は、Kが抜けると画面全体の調子がぼやけ、あざやかさも失われるとしています[2]。黒の版は、原稿の明るさだけを受け持つ版だと言えます。

3枚ではなく4枚に分ける理由は、印刷が色を重ねて作る減法混色だからです。ディスプレイは光を足していくRGB(加法混色)ですが、印刷は通常シアン・マゼンタ・イエロー・黒の4色に色分解します[5]。

現在の製版はデジタルが中心です。ここでは色分解の考え方を伝えるため、フィルターを使う方法を例にしています。

この考え方は新しくありません。1890年のフレデリック・アイヴスの特許には、ネガから網点でシアン・マゼンタ・イエローの色刷りを作る方法も含まれていたと伝えられています[8]。

4枚の版ができたら、あとは重ねて刷るだけでしょうか。実は、点の並べ方にも工夫があります。

色分解では、カラー原稿を3種類のフィルターで撮影する。各フィルターはシアン・マゼンタ・イエローのいずれかの成分に対応し、成分ごとの3枚の画像になり、それぞれが各色の版のもとになる。さらに原稿の明るさだけを取り出した4枚目が、黒(K)の版になる[2]。

3版で足りるはずなのに、なぜ黒を加えるのか。同じ解説は、Kが抜けると画面全体の調子が緩み、あざやかさも失われるとする[2]。明るさの階調を黒の版が受け持つと考えられる。また印刷は色を重ねる減法混色であり、光を足すディスプレイ(RGB、加法混色)とは仕組みが違う。そのため通常はC・M・Y・Kの4色に分解する[5]。

現在の製版はデジタル処理が中心である。ここでは色分解の考え方を示すため、フィルターを使う方法を例にしている。

この原理は古くから知られていた。1890年のフレデリック・アイヴスの最初のカラー特許は、3色の原理に加えて、ネガから網点でシアン・マゼンタ・イエローの色刷りを作ることまで含んでいた[8]。つまり、色を分けて点で刷るという考え方は、19世紀にはすでにそろっていたことになる。

では、4枚の網点を重ねるとき、点の並び方に決まりはあるのか。

4. 4まいの 点は、どうして かたむきを ずらすの?

4. 4色の点が角度をずらして重ねられる理由

4. 網点の角度の振り分けとモアレ、ロゼット

4まいの 版ばんの 点は、たて・よこに きれいに ならんでいます。でも、点が おなじ ならび方のまま ぴったり 重なると、へんな しまもようが 出る ことが あります。これを モアレと いいます。

そこで 色ごとに 点の ならぶ かたむきを ずらして かさねます。そうすると、しまもようが 出にくく なります[3]。

かたむきを ずらして かさねた 点は、よく 見ると、小さな 円や 花の ような かたちに なって います[7]。まるで、4まいの 点が 花もようを つくって いるようです。

かたむきの 数字は、本に よって ちがいます。ある しりょうでは シアン75度、マゼンタ15度、イエロー30度、黒45度と 書いてあり、べつの しりょうでは 数字が ちがいます[3][6]。決まった 1つの 数では ないのです。

網点の細かさは、1インチ(約25.4mm)当たりの網点の列の数で表し、これを線数といいます[3]。4枚の版の点をそのまま同じ向きで重ねると、規則正しい点どうしが干渉して、思いがけない縞模様が出ます。これがモアレです。

それを目立ちにくくするため、各インキの網点の角度を振り分けます。ある資料の例は、シアン75度、マゼンタ15度、イエロー30度、黒45度です[3]。日本語版Wikipediaは、一般にシアン15度、イエロー30度、黒45度、マゼンタ75度としています[6]。資料で数字が違うので、角度は1つに決まった値ではなく、考え方の例と受け取るのがよいでしょう。

角度をずらして重ねると、点が小さな円や花のような模様(ロゼット)になります。スクリーンを互いに回して重ねるとモアレが減ることも、英語版Wikipediaで説明されています[7]。

4色の点の絵が、わざと少しずつ傾けられて重なっている。それを知ってもう一度虫めがねで見ると、点の並びに、見慣れた規則が見えてきます。

では、これを自分の目で確かめるには、どうすればよいでしょうか。

線数は、1インチ(約25.4mm)当たりの網点の列の数である[3]。4版の網点を同じ角度で重ねると、規則的な点列どうしが干渉して縞模様(モアレ)が生じる。これを目立ちにくくするため、各インキの網点の角度を振り分ける[3]。

角度の例は資料で食い違う。ある印刷関係の資料はシアン75度、マゼンタ15度、イエロー30度、黒45度とする[3]。日本語版Wikipediaは、一般にシアン15度、イエロー30度、黒45度、マゼンタ75度としている[6]。したがって角度は固定値ではなく、「モアレを避けるため色ごとにずらす」という原則を示す例として読むべきである。

角度をずらして重ねた網点は、小さな円や花形の模様(ロゼット)をつくる。スクリーンを互いに回して重ねるとモアレが減る、と英語版Wikipediaも説明している[7]。角度を振り分けるのは、インキ間のモアレを目立ちにくくするためである。

では、これを自分の目で確かめるには、どうすればよいか。

5. 家で 点を さがして みよう

5. 新聞と本を、虫めがねで見くらべる

5. 観察の道すじ:白黒の点とカラーの点を見くらべる

おうちに ある 新聞や 本を、虫眼鏡むしめがねで 見て みましょう。見る ところは、カラーの 写真と、白黒の 写真の 両方です。

カラーの ほうには 色の 点、白黒の ほうには 黒い 点の ちがいが 見えるでしょうか。点の 大きさは、場所に よって ちがうでしょうか。

見る ときは、虫眼鏡むしめがねで 太陽を 見ては いけません。目を 近づけすぎないように、明るい へやで ゆっくり 見ましょう。

もし おうちに インクジェットの プリンターが あれば、その 印刷いんさつ物も 見くらべて みましょう。ちがいが あるか、同じに 見えるか、考えるのも おもしろいです。

家にある新聞や本のカラー写真を、虫めがねで見てみましょう。見るのは、カラーの部分と、白黒の部分の両方です。カラーでは4色の点の重なりが、白黒では黒の点の大きさの変化が見えるかもしれません。

観察のときの注意があります。虫めがねで太陽を見てはいけません。明るい室内で、目をレンズに近づけすぎずに見てください。

点の大きさが場所によってどう違うか、色が濃い所と薄い所でどう並びが違うかを見ると、「点の大きさで濃淡をつくる」という話が実感できます。家庭用プリンターの印刷物と見くらべると、点の大きさや並び方がどう違うか、観察してみましょう。

新聞や本の中に、小さな円や花のように見える点の並びが見つかるかもしれません。DNPが、わずか4色のインキで無限の色彩を生む仕組みを解説する展示を行ったとも紹介されています[10]。

観察の手順は単純である。家にある新聞や本の、カラー写真と白黒写真の両方に虫めがねを当て、点の大きさと並びを見くらべる。白黒では黒の網点の面積で濃淡が表され、カラーでは4色の網点が重なっているはずである。

注意点として、虫めがねで太陽を見てはいけない。明るい室内で、目をレンズに近づけすぎずに観察する。

確かめたいのは次の2点である。濃い所と薄い所で点の大きさがどう違うか、白黒とカラーで点の並びにどんな違いがあるか。余裕があれば、家庭用インクジェットの印刷物も見くらべ、点の見え方の違いを印刷方式の違いとして考えてもよい。

新聞や本の中に、円や花のように見える点の並びが見つかれば、それが角度をずらして重ねた網点の跡かもしれない。DNPが4色のインキで多彩な色彩を生む仕組みを展示で解説したことも紹介されている[10]。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文の事実は、次の資料を比べて確かめました。インターネットの資料の一部は、解説や体験の記事です。

  1. 東京グラフィックサービス工業会「色の話あれこれ」 https://www.tokyographics.or.jp/basic_knowledge/color/ (4色のインキと網点の大きさ)
  2. キヤノン サイエンスラボ・キッズ「印刷と三原色の関係」 https://global.canon/ja/technology/kids/mystery/m_04_05.html (色分解、黒の版の役割)
  3. 雑誌デジ送ナビ「印刷の基礎知識」 https://www.3djma.jp/basic_knowledge/ (線数と網点の角度)
  4. デジタ印刷通販「色の濃度と網点」 https://www.digitaprint.jp/tg_attention_con.php (濃度と網点)
  5. Weblio辞書「Color separation」 https://www.weblio.jp/content/Color+separation (減法混色と4色分解)
  6. Wikipedia日本語版「網点」 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B6%B2%E7%82%B9 (網点の原理、角度の例)
  7. Wikipedia English「Halftone」 https://en.wikipedia.org/wiki/Halftone (ロゼットとモアレ。英語)
  8. Stereo World「The Ives Kromskop」 https://stereosite.com/collecting/the-ives-kromskop/ (1890年の特許。英語)
  9. HugKum(小学館)「顕微鏡で見た印刷物」 https://hugkum.sho.jp/725196 (拡大観察の体験記事)
  10. 公募ガイド「DNPの展示 FANTASTIC! プロセスインキ」 https://koubo.jp/article/35488 (展示の紹介)

なおした ところ

更新履歴

更新履歴(改版の記録)

  •  初版を公開。

このサイトでは、公開した記事の本文は原則として書き直しません。誤りが見つかったときや、内容が古くなったときだけ手を入れ、その理由をこの欄に残します。