色の表現 — 3つの数で1,677万色を操る

画面の色はすべて、赤・緑・青の光3本の「明るさの組」です。機械に都合のよい RGB と、人間の直感に寄り添う HSV。2つの「色の言葉」を行き来しながら、カラー画像の中身を分解して覗きます。

1. 光で混ぜる — 加法混色とRGB

ディスプレイの1画素をルーペで覗くと、赤・緑・青に光る小さな点（サブピクセル）が並んでいます。この3色の光の強さの組み合わせだけで、画面上のあらゆる色が作られます。光を重ねるほど明るくなる混ぜ方なので加法混色と呼びます。

各色 8bit なら値は 0〜255。下のデモでスライダーに触れると自動再生が止まり、自分で色を作れます。#FF7A00 のような 16進カラーコードは、R・G・B の値を16進数2桁ずつ並べただけのものです。

RGB混色実験 — 3本の光で色を作る
左＝3色の光を重ねた様子（重なった部分ほど明るくなる＝加法混色）。R+G=黄、G+B=シアン、R+B=マゼンタ、3つ全部で白。右＝その3つの数が作る色と16進カラーコード。スライダーを動かすと自動再生が止まります。
表現できる色数 = 256 × 256 × 256 = 16,777,216 色 各チャンネル 8bit の場合。「トゥルーカラー」「24bitカラー」と呼ばれ、#RRGGBB はこの3つの数の16進表記
注意 — 絵の具とは逆（減法混色） インクや絵の具は光を吸収するので、混ぜるほど暗くなります（減法混色）。プリンタが CMY(K) を使うのはこのため。画面で鮮やかだった緑が印刷するとくすむのは、2つの混色方式のずれが原因です。

2. 直感で選ぶ — HSV色空間

RGB は機械には都合がよいのですが、「もう少し鮮やかに」「少しだけ暗く」を RGB の3つの数でどう動かせばよいかは直感的ではありません。そこで同じ色を、色相（H: 何色っぽいか）・彩度（S: どれだけ鮮やかか）・明度（V: どれだけ明るいか）に分け直したのが HSV色空間です。

HSV色空間 — 色相リングと彩度・明度マップ
左の円環で色相 H を、中央の正方形で彩度 S（横）と明度 V（縦）を選びます。右は同じ色の RGB 表現と16進コード。H を回すだけで「色味」がまるごと変わる — この分け方が色選びに便利な理由です。
POINT — 色を「選ぶ」ならHSV ペイントソフトのカラーピッカーは、ほぼ例外なくこの「円環＋正方形」の形をしています。H で色味を決めてから S・V で調子を整える、という2段構えが人間の思考と一致するからです。RGB と HSV は計算で相互変換できる、同じ色の別の住所にすぎません。

3. カラー画像の中身 — チャンネル分解

カラー画像の実体は、R・G・B それぞれ1枚ずつ、計3枚のグレースケール画像（チャンネル）の束です。赤いリンゴは R チャンネルでだけ明るく写り、青いブルーベリーは B チャンネルでだけ明るく写ります。

チャンネル分解 — カラー1枚 ＝ 白黒3枚
チェックを外したチャンネルは 0（真っ黒）として合成
コードで描いた果物の静物（リンゴ・オレンジ・ライム・ブルーベリー）。右の3枚が各チャンネルのグレースケール画像です。赤いリンゴは R の画像でだけ明るいことに注目。G を切るとライムが沈み、B を切るとブルーベリーがほぼ消えます。

4. 色を捨てて明るさを残す — グレースケール変換

カラーを白黒にするとき、単純に (R+G+B)÷3 と平均したくなります。しかし標準の変換は、緑を約6割も重くした加重平均です。

Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B ITU-R BT.601 の輝度係数。緑の重みが約6割、青はわずか1割強
単純平均 vs 輝度加重 — どちらが自然に見える？
白い境界線の左＝単純平均、右＝輝度加重
下の帯は純色6色をそれぞれの方式でグレー化した値。単純平均では純赤・純緑・純青がすべて85で同じ明るさになってしまいますが、輝度加重なら緑150・青29と、目で見た明るさの違いをきちんと反映します。

純粋な緑 (0,255,0) と純粋な青 (0,0,255) を並べて見ると、緑の方がずっと明るく感じるはずです。人間の目の感度に合わせて重みを付けるのが「正しい」白黒化です。

一歩先へ — なぜ緑がそんなに重い？ 網膜で色を感じる錐体細胞（L・M・S の3種）のうち、明るさの知覚を主に担う L と M の感度ピークは、どちらも緑〜黄の波長域にあります。青を担当する S 錐体は数も少なめ。だから緑は明るく、青は暗く感じるのです。ちなみに HDTV 規格（BT.709）の係数は 0.2126 / 0.7152 / 0.0722 と、さらに緑寄りです。

5. まとめ

一歩先へ — 色空間は用途で使い分ける 表示・保存は RGB、色選びは HSV、放送や JPEG 圧縮は輝度と色差に分ける YCbCr（人間は色の細部に鈍感なので色差成分を間引ける — 第12回で再登場）、色の差を測るなら Lab。「どの座標系で色を見るか」を選ぶこと自体が、画像処理の基本戦略です。