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カラー写真（英連邦英語ではcolour photographyとも綴られる）とは、色を捉えて再現できる媒体を用いた写真のことである。これに対し、白黒写真やモノクロ写真は、輝度（明るさ）の単一チャンネルのみを記録し、グレーの濃淡しか表現できない媒体を用いる。
カラー写真では、電子センサーまたは感光性化学物質が露光時に色情報を記録します。これは通常、人間の目が色を感知する方法を模倣して、色のスペクトルを赤、緑、青の3つのチャンネルに分析することによって行われます。記録された情報は、赤、緑、青の光をさまざまな割合で混合することによって（RGBカラー、ビデオディスプレイ、デジタルプロジェクター、および一部の歴史的な写真プロセスで使用）、または染料や顔料を使用して白色光に含まれる赤、緑、青をさまざまな割合で除去することによって（CMYカラー、紙への印刷やフィルムへの透過原稿で使用）元の色を再現するために使用されます。
モノクロ画像を、手作業、機械、またはコンピューターを用いて特定の領域に色を付けることで「着色」したものは、「カラー写真」ではなく「カラー写真」です。これらの写真の色は、撮影対象物の実際の色とは関係がなく、不正確な場合があります。
実用的なカラー写真技法の基礎となる三色法は、1855年にスコットランドの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが発表した論文で初めて提唱され、 1861年にはトーマス・サットンがマクスウェルの講演のために最初のカラー写真を撮影した。カラー写真は1970年代以降、写真の主流となり、モノクロ写真はファインアート写真などのニッチな市場にほぼ限定されている。
カラー写真の試みは1840年代から始まった。初期の実験は、照射された光の色に変化する「カメレオン物質」の発見を目指していた。太陽光スペクトルを感光面に直接照射することで得られた初期の成果は、いずれ成功するだろうと期待させたが、カメラで撮影された比較的暗い画像は、数時間、場合によっては数日にも及ぶ露光を必要とした。色彩の質と範囲は、1850年頃にアメリカのダゲレオタイプ写真家レヴィ・ヒルが発明した化学的に複雑な「ヒロタイプ」プロセスのように、主に原色に限定されることもあった。エドモン・ベクレルなどの他の実験家はより良い結果を得たが、画像を見るために光にさらすと色がすぐに退色してしまうのを防ぐ方法を見つけることはできなかった。その後数十年にわたり、実用的な成果が得られないまま実験が続けられた。
化学的または電子的を問わず、ほとんどの色彩処理の基礎となる三色法は、スコットランドの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが1855年に発表した色覚に関する論文で初めて提唱された。[ 2 ] [ 3 ]
この方法は、ヤング・ヘルムホルツ理論に基づいています。この理論によれば、人間の目は、眼球の内面に混在する3種類の錐体細胞数百万個を用いて色を認識します。この理論によれば、1種類の錐体はスペクトルの端、すなわち「赤」に最も敏感で、別の種類の錐体は中間の「緑」領域に敏感、そして3種類目の錐体は「青」領域に敏感です。これらの色は、可視光の連続スペクトルに恣意的に区分されたものであり、この理論は錐体の感度を完全に正確に記述しているわけではありません。しかし、これら3色の単純な説明は、目が経験する感覚と十分に一致するため、これらの3色を使用すると、3種類の錐体が適切かつ不均等に刺激され、さまざまな中間波長の光の錯覚が生じます。
マックスウェルは色覚の研究において、比率を変えられる回転円盤を用いることで、特定の照明条件下で3種類の細胞を同じ程度に刺激する比率で 、赤、緑、青の3つの純粋な光を混ぜ合わせるだけで、目に見えるあらゆる色相や灰色のトーンを作り出すことができることを示した。 [ 4 ] 各細胞がそれ自体で実際に色を見ているのではなく、単に多かれ少なかれ刺激されているだけであることを強調するために、彼は白黒写真に例えた。同じシーンの3枚の無色写真を赤、緑、青のフィルターを通して撮影し、それらから作られた透明フィルム（「スライド」）を同じフィルターを通して投影し、スクリーンに重ね合わせると、結果として、赤、緑、青だけでなく、元のシーンのすべての色を再現した画像が得られるというのである。[ 5 ]
マックスウェルの処方箋に従って作られた最初のカラー写真、3 枚のモノクロの「色分解」のセットは、 1861 年にトーマス サットンによって撮影され、マックスウェルの色に関する講義の図解に使用され、三重投影法によってカラーで表示されました。[ 6 ]被写体は、赤と緑を含むさまざまな色の縞模様のあるリボンで作られた弓でした。物理学と生理学に関する講義であり、写真に関するものではなかったこの講義の中で、マックスウェルは結果の不十分さと、赤と緑の光にもっと感度のある写真材料の必要性についてコメントしました。1 世紀後、歴史家たちは、サットンが使用した写真プロセスは実際には赤光に全く感度がなく、緑にもわずかにしか感度がなかったため、赤が再現されたこと自体に困惑しました。 1961年、研究者たちは多くの赤い染料が紫外線も反射することを発見し、偶然にもサットンの赤いフィルターを透過する紫外線を反射することから、3つの画像は赤、緑、青ではなく、紫外線、青緑、青の波長によるものだと推測した。[ 7 ]
色光（通常は赤、緑、青）をさまざまな割合で混合して色を作り出す方法は、加法混色による色再現です。液晶ディスプレイ（LCD）、LED、プラズマ、ブラウン管（CRT）などのカラービデオディスプレイはすべてこの方法を採用しています。これらのディスプレイを十分に強力な拡大鏡で観察すると、各ピクセルは実際には赤、緑、青のサブピクセルで構成されており、通常の視距離ではこれらが混ざり合って、白やグレーの濃淡だけでなく、幅広い色を再現していることがわかります。これはRGBカラーモデルとも呼ばれています。
加法混色に用いられる赤、緑、青のフィルターを通して撮影された同じ3枚の画像は、減法混色によってもカラープリントや透過原稿を作成するために使用できます。減法混色では、白色光から染料や顔料によって色が減算されます。写真では、染料の色は通常、赤を吸収する緑がかった青のシアン、緑を吸収する紫がかったピンク色のマゼンタ、そして青を吸収する黄色の3色です。赤フィルターを通した画像でシアンの染料画像を作成し、緑フィルターを通した画像でマゼンタの染料画像を作成し、青フィルターを通した画像で黄色の染料画像を作成します。これら3枚の染料画像を重ね合わせると、完全なカラー画像が完成します。
これはCMYKカラーモデルとも呼ばれます。「K」は、インクジェット印刷などの機械式印刷プロセスで通常添加される黒色の成分で、理想的にはスペクトルのさまざまな部分を吸収または透過するものの、色を反射しないカラーインクの不完全さを補正し、画像の鮮明度を向上させるために使用されます。
最初は、各画像をその作成に使用したフィルターの色で印刷すべきだと思われるかもしれませんが、特定の色をプロセス全体を通して追跡していくと、補色で印刷する理由が明らかになります。たとえば、赤い物体は、赤色フィルターを通した画像では非常に淡く写りますが、他の2つの画像では非常に暗くなります。そのため、結果として、シアンがわずかに残る領域ができ、赤色の光を少しだけ吸収しますが、マゼンタと黄色が大量に残ります。これら2つの色は、緑色と青色の光を大部分吸収するため、印刷の場合は主に赤色の光が白い紙から反射され、透明フィルムの場合は透明な支持体を通して透過されます。
1935年から1942年にかけての技術革新以前は、減法混色のフルカラープリントや透過原稿を作成する唯一の方法は、多くの労力と時間を要する手順のいずれかを用いることでした。最も一般的な方法は、まず3つの顔料画像をカーボンプロセスと呼ばれる方法で別々に作成し、その後、慎重に位置合わせして組み合わせることでした。場合によっては、関連するプロセスを用いて3つのゼラチンマトリックスを作成し、染色して組み立てたり、3つの染色画像を最終的な支持体上に塗布した1層のゼラチンに転写したりしました。化学調色を用いて、3つの白黒銀画像をシアン、マゼンタ、イエローの画像に変換し、それらを組み立てることもできました。いくつかのプロセスでは、繰り返し塗布または再感光、ネガの位置合わせ、露光、現像操作によって、3つの画像を重ねて作成しました。20世紀前半には、数多くのバリエーションが考案され、販売されましたが、短命に終わったものもあれば、トリクロームカーブロプロセスのように数十年にわたって続いたものもありました。これらの技法の中には、非常に安定性が高く耐光性に優れた着色剤を使用できるため、数世紀にわたってほぼ変化しない画像が得られるものもあり、そのため完全に消滅したわけではない。
紙に3色写真プリントを制作したのはルイ・デュコス・デュ・オーロンで、1868年に取得した彼の包括的なフランス特許には、その後開発されたほとんどのカラー写真プロセスの基本概念も含まれていました。必要な3色のフィルター付きネガを作成するために、彼は1861年にトーマス・サットンが使用した材料や方法ほど赤と緑の光に完全に鈍感ではないものの、それでもこれらの色には非常に鈍感な材料と方法を開発することができました。露光時間は非現実的に長く、赤またはオレンジのフィルター付きネガはカメラで何時間も露光する必要がありました。現存する彼の初期のカラープリントは、押し花や押し葉の「サンプリント」で、3枚のネガはそれぞれカメラを使わずに、感光面にまずカラーフィルターを通し、次に植物を通した直射日光を当てることで作成されました。彼の最初の試みは、当時顔料として使われていた赤・黄・青の色に基づいており、色の反転はありませんでした。後に彼は色の反転を伴う光の三原色を使用しました。
写真材料が青緑、青、紫、紫外線にしか有効に感度を持たない限り、3色写真は実用的になり得なかった。1873年、ドイツの化学者ヘルマン・ヴィルヘルム・フォーゲルは、写真乳剤に少量の特定のアニリン染料を加えると、染料が吸収する色に感度が加わることを発見した。彼は、真の赤を除く、それまで効果のなかったすべての色にさまざまな感度を与える染料を特定したが、真の赤にはわずかな感度しか加えることができなかった。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]翌年、エドモン・ベクレルは、クロロフィルが赤色に優れた感光剤であることを発見した。[ 12 ]これらの感光剤（および後に開発されたより優れたもの）が分光法などの科学的用途以外で広く利用されるようになるまでにはさらに長い年月を要したが、ルイ・デュコス・デュ・オーロン、シャルル・クロス、その他のカラー写真の先駆者たちは、これらをすぐに熱心に採用した。問題となる色の露光時間は、数時間から数分に短縮できた。感度の高いゼラチン乳剤が従来の湿式および乾式コロジオン法に取って代わるにつれ、露光時間は数分から数秒へと短縮された。20世紀初頭に導入された新しい感光染料によって、いわゆる「瞬間」カラー露光が可能になった。
露光の合間にカメラを再装填したりフィルターを交換したりして色分解を行うのは不便で、既に長い露光時間にさらに遅延が生じ、カメラが意図せず位置からずれてしまう可能性もあった。実際の撮影を改善するために、多くの実験家がカラー写真専用のカメラを1台以上設計した。それらは通常、主に2つのタイプに分けられた。
最初のタイプは、部分反射面システムを用いてレンズを通過する光を3つに分割し、それぞれの部分を異なるカラーフィルターを通して別々の画像を形成することで、3つの画像を3枚のプレート（乳剤の支持体としてガラス板に取って代わる柔軟なフィルムはまだ存在していなかった）または1枚のプレートの異なる領域に同時に撮影することができた。後に「ワンショット」カメラとして知られるようになった改良版は、印刷版を作成するために最終的に一連の色分解が必要となる出版用商業写真などの特殊な用途で、1950年代まで使用され続けた。
2番目のタイプは、マルチバック、リピーティングバック、ドロップバックカメラなどと呼ばれ、画像を1枚ずつ露光する方式でしたが、フィルターとプレート用のスライドホルダーを使用しており、各フィルターと対応する未露光の乳剤領域を素早く所定の位置に移動させることができました。ドイツの写真化学教授アドルフ・ミーテは、このタイプの高品質カメラを設計し、1903年にベルムポールによって市販されました。ミーテの弟子であるセルゲイ・ミハイロヴィチ・プロクジン＝ゴルスキーが、1917年の革命前にロシアのカラー写真調査を行った際に使用したカメラは、おそらくこのミーテ＝ベルムポールカメラだったと思われます。1897年にフレデリック・ユージン・アイブスが特許を取得した洗練されたバリエーションは、時計仕掛けで駆動し、使用する乳剤の特定の色感度に応じて、各露光時間を自動的に調整することができました。[ 13 ]
それ以外の方法としては、複数のカラーフィルターレンズを備えたシンプルなカメラが試されることもあったが、被写体全体が遠くにあるか、あるいは同じ距離にある同一平面上にある場合を除き、レンズの視点の違い（視差）によって、得られる画像のすべての部分を同時に完全に位置合わせすることは不可能だった。
1890年代後半以前は、カラー写真は、自ら機材を製作し、写真乳剤の感光処理を行い、カラーフィルターを自作・試験するなど、多大な時間と労力を費やすことを厭わない実験家たちの領域だった。複雑な工程を経ても問題のない画像が得られることは稀で、ほとんどの写真家は依然としてカラー写真を非現実的なものと考えていた。
しかし1898年には、必要な機材や消耗品を既製品として購入することが可能になった。赤色に十分な感度を持つ写真用乾板[ a ]が既に2種類市販されており、それらを使用する2種類のカラー写真システムが、数年前から写真雑誌で紹介されていた通り、ついに一般に利用可能になった。
2つのうち最も大規模で高価だったのは、フレデリック・ユージン・アイブスが開発した「クロムスコープ」（「クロームスコープ」と発音）システムでした。[ 16 ]これは単純な加法混色システムで、その基本要素はジェームズ・クラーク・マックスウェル、ルイ・デュコス・デュ・オーロン、シャルル・クロスによってずっと以前に説明されていましたが、アイブスは何年もかけて、色品質を最適化するための方法と材料の改良、関連する光学システムに内在する問題の克服、そして商業生産コストを下げるための装置の簡素化に、労力と創意工夫を注ぎ込みました。カラー画像は「クロモグラム」と呼ばれ、ガラス上の3枚の白黒透明シートのセットの形で、布テープで蝶番をつけた特殊な3枚組の厚紙フレームに取り付けられていました。クロモグラムをカラーで見るには、「クロムスコープ」（総称して「クロモスコープ」または「フォトクロモスコープ」）と呼ばれる観察装置に挿入する必要がありました。この装置は、色付きガラスフィルターの配列を用いて各スライドを適切な色の光で照らし、透明な反射板を用いてそれらを視覚的に合成して、単一のフルカラー画像を作り出しました。最も普及していたのは立体視型のモデルでした。一対のレンズを通して見ると、自然なフルカラーで立体的な画像が見え、これはヴィクトリア朝後期には驚くべき新技術でした。
その結果は、卓越性とリアリズムでほぼ普遍的な賞賛を得た。デモンストレーションでは、アイブスは、撮影した実際の被写体の隣に静物画を表示するビューアーを置いて、直接比較を促すこともあった。クロムスコップの三重「ランタン」は、マックスウェルが1861年に行ったように、この目的のために特別に金属または木製のフレームに取り付けられた3つの画像をフィルターを通して投影するために使用できた。静物画、風景、有名な建物、美術作品の既製のクロモグラムが販売され、これらはクロムスコップビューアーの通常の素材であったが、独自のクロモグラムを作成したい「クロムスコピスト」は、「マルチバック」カメラアタッチメントと特別に調整された3つのカラーフィルターのセットを購入することができた。
クロムスコープや既製のクロモグラムは、色彩や色覚に関する教育に役立つとして、教育機関や富裕層に購入された。少数の人々は自作のクロモグラムを製作した。しかし、このシステムを利用して事業を拡大しようとしたアイブスのビジネスを維持するには、これだけでは不十分だった。アイブスのビジネスはすぐに破綻したが、ビューワー、プロジェクター、クロモグラム、そして数種類のクロムスコープカメラやカメラアタッチメントは、1907年までシカゴのサイエンティフィック・ショップを通じて販売され続けた。
よりシンプルでやや経済的な代替手段は、ジョリースクリーン方式でした。この方式では、特別なカメラやビューワーは必要なく、カメラレンズ用の特殊な色補正フィルターと写真乾板用の特殊なホルダーだけで済みました。ホルダーにはシステムの核となる部分、つまり透明なガラス板が収められており、その表面全体に3色の非常に細い線が規則的に繰り返されるパターンで描かれていました。3色のフィルターを通して3枚の写真を別々に撮影する代わりに、フィルターを多数の非常に細い帯（色の線）の形にすることで、必要な色情報を1枚の合成画像に記録できるというアイデアでした。ネガが現像された後、そこからポジティブ透過フィルムが印刷され、撮影スクリーンと同じパターンで赤、緑、青の線が描かれたビューイングスクリーンが重ねられ、慎重に位置合わせされました。すると、まるで魔法のように色が現れました。この透過フィルムとスクリーンは、一般的な液晶ディスプレイでカラー画像を作り出す、単色液晶素子の層と、髪の毛のように細い赤、緑、青のカラーフィルターのストライプの重ね合わせに非常によく似ていました。これはアイルランドの科学者ジョン・ジョリーの発明であったが、他の多くの発明家と同様に、彼も最終的には、彼の基本的な概念がルイ・デュコス・デュ・オーロンの1868年の特許で既に先取りされていたことを発見した。[ 17 ]
ジョリーのスクリーン印刷方式にはいくつかの問題点があった。まず第一に、色線は比較的細かかったものの（1インチあたり約75組の3色線）、通常の視距離では目立ち、投影で拡大するとほとんど耐え難いほどだった。この問題は、各スクリーンが3本のペンで透明な色インクを塗布する機械で個別に線引きされていたため、不規則性、高い不良率、そして高コストにつながったことでさらに悪化した。当時写真乾板に使用されていたガラスは完全に平坦ではなく、スクリーンと画像との接触が均一でなかったため、色の劣化が生じた。また、接触不良は、斜めから見ると偽色が生じる原因にもなった。クロムスコップ方式よりははるかに単純だったものの、ジョリー方式は安価ではなかった。プレートホルダー、補正フィルター、撮影用スクリーン1枚、ビューイングスクリーン1枚からなるスターターキットは30米ドル（2010年換算で少なくとも750ドル相当）で、追加のビューイングスクリーンは1枚1ドル（2010年換算で少なくとも25ドル相当）だった。このシステムも、実際には未来への道筋を示していたにもかかわらず、すぐに忘れ去られてしまった。
現存するジョリー法による現像品は、通常、極めて発色が悪い。観察用スクリーンの色がひどく退色・変色しており、本来の色を判断することは不可能である。また、一部の標本では観察用スクリーンの位置がずれている場合もある。
フローレンス・M・ワーナーとジョン・H・ポーリーによって発明されたワーナー・ポーリー法は、1901年に特許が出願され、[ 18 ] [ 19 ]フォト・エラ誌の1907年12月の社説で称賛された。 [ 20 ]
新しいワーナー・ポーリー式カラー写真システムは、画像の反転を不要にすることで、プロセスを大幅に簡素化します。補色を用いたネガは、リュミエール方式と同様に、通常のカメラで1枚のプレートに1回の露光で直接作成され、これらのネガから、自然の真の色を再現したポジをガラスまたは紙に無制限にプリントできます。この後者の特徴は、カラー写真における極めて重要な進歩と言えます。
同誌は、この発明の詳細を、以前のジョリー線状スクリーンシステム[ 21 ]の発展形として説明し、細かく均一なカラースクリーンを写真乳剤に直接組み合わせて、通常のカメラで使用できる単一のプレートを形成したと説明した。彼らの主な技術的進歩は、ガラスとパンクロマチック乳剤の間に埋め込まれた、1センチメートルあたり240～400本の極めて細い赤、緑、青の透明な線[ 22 ]を生成できる能力であった。これは以前の試みよりもはるかに細く、「熟練した労働力をほとんど必要としない工場システムにまで縮小された」[ 23 ]。彼らは、フローレンス・ワーナーがパウリーとのパートナーシップにおいて、実験室での作業を支援し、資金援助を提供し、このプロセスが実用化に至るまでの継続的な取り組みに貢献した重要な役割を認め、フローレンス・ヘリオクロマチック・スクリーンプレートと名付けたが、商業的な成功には至らなかった。[ 24 ]
リップマン写真法は、乳剤中のブラッグ反射面を利用して色を作り出すカラー写真の撮影方法です。これは、石鹸の泡の色を使って画像を作るのと似ています。[ 25 ] 1891年2月2日、ガブリエル・リップマンはパリのフランス科学アカデミーでガラス板に写された驚くべきカラー写真を発表しました。リップマンの方法（干渉カラー写真法として知られる）は、顔料や染料に頼らないという点で、それまでのどの方法とも異なっていました。代わりに、色は光そのものの物理法則から生じました。
このプロセスでは、光波が写真乾板に反射して入射波と干渉し、定在波パターンが生成されます。これらのパターンは特定の波長を反射します。これは、アルブミン中のヨウ化銀および/または臭化銀からなる単層の超微粒子乳剤内に光学的定在波を記録することによって実現されます。そうすることで、彼は色を化学的な近似ではなく、光の物理的性質として捉えることに成功しました。ガブリエル・ヨナス・リップマンは、単一の乳剤を使用した最初のカラー写真プロセスの作成により、1908年にノーベル物理学賞を受賞しました。この方法は干渉現象に基づいています。[ 26 ] 色の忠実度は非常に高いですが、画像を再現することはできず、閲覧には非常に特定の照明条件が必要です。オートクロームプロセスの開発により、リップマン法はすぐに不要になりました。この方法は、セキュリティ目的でコピーできない単一の画像を作成するために今でも使用されています。
フランスのリュミエール兄弟が発明した、商業的に成功した最初のカラー写真技法であるリュミエール・オートクロームは、1907年に市場に登場しました。カラーフィルムの代わりに、個々の粒子が小さすぎて見えない3色のジャガイモデンプンの染色粒子で作られた不規則なスクリーンプレートフィルターが使用されました。感光乳剤はスクリーンプレートに直接塗布され、スクリーンと画像の接触不良による問題を解消しました。最初に生成されたネガティブ画像をポジティブ画像に変換するには、露光された銀を除去し、残ったハロゲン化銀を再露光する反転処理が用いられたため、印刷やスクリーンの位置合わせは不要でした。オートクローム技法の欠点は、コストが高いこと（1枚のプレートのコストは、同じサイズの白黒プレート12枚分に相当）、比較的長い露光時間のため、手持ちでの「スナップ写真」や動いている被写体の撮影には不向きであること、そして光を吸収するカラースクリーンの存在により、完成画像の濃度が高くなることでした。
最適な条件下で、本来の自然光の下で鑑賞すれば、丁寧に作られ保存状態の良いオートクロームは驚くほど鮮やかで生き生きとした印象を与えます。しかし残念ながら、現代のフィルムやデジタルコピーは通常、拡散光の多い光源で作成されるため、スクリーンや乳剤の構造内部での光散乱や蛍光灯などの人工光による色彩の劣化、その他の悪影響が生じ、色バランスが崩れてしまいます。一般的に見られるような、くすんで色褪せた、不自然な色合いの複製によって、この技法の真価を判断すべきではありません。
オートクロームプレートは、1930年代にフィルムベースのバージョンに置き換えられるまでの25年間で、何百万枚も製造され使用されました。最後のフィルムバージョンであるアルティカラーは、オートクロームプロセスを1950年代に持ち越しましたが、1955年に製造中止となりました。1890年代から1950年代にかけて、多くの加法混色スクリーン製品が利用可能でしたが、 1935年に静止画用フィルムとして導入されたデュファイカラーを除けば、リュミエールオートクロームほど人気や成功を収めたものはありませんでした。非デジタル写真における加法混色プロセスの最新の使用例は、1983年に導入された「インスタント」35mmスライドフィルムであるポラクロームですが、約20年後に製造中止となりました。
ルイ・デュコス・デュ・オーロンは、透明な支持体上に異なる色を記録する3種類の乳剤を重ね合わせ、通常のカメラで同時に露光した後、分離して他の3色分解写真と同様に使用できるサンドイッチ構造を提案した。問題は、2種類の乳剤は面と面を合わせて接触させることができるが、3種類目は透明な支持体層の厚さ分だけ分離する必要があることだった。すべてのハロゲン化銀乳剤は本質的に青色に感光するため、青色記録層を最上層に置き、その背後に青色を遮断する黄色のフィルター層を配置する必要がある。この青色記録層は、最も「ソフト」な仕上がりでも許容される黄色のプリントを作成するために使用され、最終的に最もシャープな画像が得られることになる。その背後にある2つの層、すなわち赤色には感光するが緑色には感光しない層と緑色には感光するが赤色には感光しない層は、最上層の乳剤を通過する光が散乱する影響を受け、さらに、最上層から離れていることによって、どちらか一方または両方がさらに影響を受けることになる。
こうした制約にもかかわらず、ヘス・アイブスの「ハイブロック」のように、フィルム上の乳剤をガラス板に塗布した乳剤で挟んだ「トリパック」が市販された例もある。1930年代初頭のごく短期間、アメリカのアグファ・アンスコ社は、スナップカメラ用のロールフィルム・トリパック「カラーロール」を製造した。3種類の乳剤は、非常に薄いフィルムベースに塗布されていた。露光後、ロールはアグファ・アンスコ社に送られ、現像処理が行われ、3枚のネガフィルムとカラープリント一式が顧客に返送された。画像は鮮明ではなく、発色もあまり良くなかったが、正真正銘の「自然な色」のスナップ写真だった。
2つの乳剤を向かい合わせにのみ使用する「バイパック」方式は、開発の対象となった。2つの成分だけで再現できる色の範囲は限られていたものの、肌の色調やほとんどの髪の色、目の色は驚くほど忠実に再現できたため、バイパック方式はカラーポートレート撮影において有効な選択肢となった。しかし、商業的には、バイパック方式の使用はほぼ完全に2色式映画システムに限られていた。
トリパックの3層の乳剤を、シアン、マゼンタ、イエローの染料画像を生成するために分解する必要がなければ、それらを直接重ねて塗布することができ、最も深刻な問題を解消できるはずだった。実際、それを可能にする化学的な技術が開発中だった。
1935年、アメリカのイーストマン・コダック社は、初の近代的な「インテグラル・トリパック」カラーフィルムを発表し、コダクロームと名付けました。これは、それ以前の全く異なる2色プロセスから再利用された名前です。その開発を主導したのは、レオポルド・マンネスとレオポルド・ゴドフスキー・ジュニアという、異色のコンビでした。二人は、1917年に初期のカラー映画の一つである『オールド・ネイビー』を観て、その色の質の悪さに気づき、このフィルムの開発に着手しました。最初の試作品は同年後半に完成しました。マンネスのニックネーム「クロモ」とゴドフスキーのニックネーム「プラスティコン」にちなんで「クロモプラスティコン」と名付けられました。このプロセスは難しく、商業的に採算が取れるものではありませんでした。しかし、クラシック音楽界との繋がりを通じて、クーン・ローブ社から資金援助を得ることができ、研究を続けることができました。クーン・ローブ＆カンパニーの金融家たちが、マネスとゴドフスキーをコダックのジョージ・イーストマンに紹介し、さらなる開発支援を提供した。[ 27 ]
コダクロームは、単一のベースに3層の乳剤が塗布されており、各層には赤、緑、青の3つの加法原色のいずれかが記録されていました。コダックの古い「ボタンを押すだけで、あとは私たちにお任せください」というスローガンに倣い、フィルムはカメラに装填され、通常の方法で露光された後、現像のためにコダックに郵送されました。フィルムの製造を除けば、現像が最も複雑な工程でした。これは、シアン、イエロー、マゼンタの3つの異なる層に化学薬品を制御しながら浸透させる工程でした。銀の画像が化学的に除去された後、色の透明部分だけが残りました。このプロセスは、数十年にわたりコダクロームの現像の基礎となりました。[ 28 ]
当初、コダクロームは家庭用映画用の16mmフィルムのみでしたが、1936年には家庭用映画用の8mmフィルムと、静止画撮影用の35mm短尺フィルムも発売されました。1938年には、プロの写真家向けに様々なサイズのシートフィルムが発売され、初期の不安定な色に関する問題を解消するための改良が加えられ、現像処理方法もやや簡略化されました。
1936年、ドイツのアグファ社は、独自のインテグラル・トリパック・フィルムであるアグファカラー・ノイを発表しました。これはコダクロームと概ね似ていましたが、重要な利点が1つありました。アグファ社は、製造時に色素結合剤を乳剤層に組み込む方法を発見し、3つの層すべてを同時に現像できるようにしたため、処理が大幅に簡素化されました。製造中止となったコダクロームを除き、現代のカラーフィルムのほとんどは、この色素結合剤組み込み技術を使用していますが、1970年代以降は、ほぼすべてがアグファのオリジナル版ではなく、コダックが開発した改良版を使用しています。
1941年、コダックはコダクロームのスライドからプリントを注文できるようにした。プリント用紙は実際には、フィルムと同様の多層乳剤でコーティングされた白いプラスチックだった。これらは、発色染料カプラー方式で作成された、市販された最初のカラープリントだった。翌年には、コダカラーフィルムが発売された。コダクロームとは異なり、明暗が反転するだけでなく補色も表現できるネガ画像に現像するように設計されていた。このようなネガを使用して紙にプリントを作成することで、プリント処理が簡素化され、コストが削減された。
この時期には、イーストマン・コダックが1946年に「コダック・ダイ・トランスファー」という名称で商業的に発売した染料転写プロセスも導入されました。コダカラープリントに使用された発色染料カプラープロセスとは異なり、染料転写は浸潤プリント方式でした。元のカラー画像を赤、緑、青のフィルターを通して3枚の白黒ネガに分離し、それぞれをゼラチンマトリックスフィルムに露光しました。各マトリックスは、そのレリーフ画像に比例して減法原色染料を吸収し、3枚を順番に特別に準備された紙に転写して最終的なプリントを作成しました。このプロセスにより、優れた色の彩度と長期保存性を備えたプリントが得られました。これらの特性から、染料転写プロセスは多くのハイエンドの商業写真家や美術写真家に高く評価されました。複雑なプロセスと高価な材料のため、ほとんどのアマチュア写真家は染料転写プロセスを試すことができませんでした。イーストマン・コダックは1994年にすべての染料転写材料の販売を中止しました。[ 29 ]
カラーフィルムは白黒フィルムに比べて高価で、室内照明での使用も難しかったため、アマチュアの間で広く普及するまでには時間がかかりました。1950年当時、白黒スナップ写真が主流でした。1960年になるとカラー写真ははるかに一般的になりましたが、旅行写真や特別な機会に限られていました。カラーフィルムとカラープリントは白黒フィルムの数倍の費用がかかり、日陰や室内でカラースナップ写真を撮るにはフラッシュバルブが必要で、不便で追加費用もかかりました。1970年になると価格は下がり、フィルムの感度も向上し、電子フラッシュユニットがフラッシュバルブに取って代わり、ほとんどの家庭でスナップ写真の標準となりました。白黒フィルムは、美的理由から白黒フィルムを好む写真家や、低照度条件下で自然光を使って写真を撮りたい写真家によって引き続き使用されました。カラーフィルムでは低照度条件下での撮影は依然として困難でした。彼らは通常、自分で現像とプリントを行いました。 1980年までに、一般的なスナップカメラで使用されるフォーマットの白黒フィルム、そしてその現像・プリントサービスはほぼ姿を消した。
ポラロイドは1963年にインスタントカラーフィルムを発売しました。ポラロイドの同時代のインスタント白黒フィルムと同様に、最初のカラー製品はネガとポジを剥がして紙にプリントする方式でした。ネガは再利用できず、廃棄されました。ポラロイドの創業者エドウィン・ランドは、腐食性の化学物質が付着したポラロイドのネガが、最も美しい場所に大量に蓄積されるという問題に不満を抱き、後に廃棄するネガが不要なSX-70システムを開発するに至りました。
現在市販されているカラーフィルムの中には、スライドプロジェクターや拡大鏡で使用するためのポジフィルムを作成するように設計されているものもあるが、紙にプリントすることもできる。フィルムを使用するプロの写真家の中には、プリントせずに評価できるため、ポジフィルムを好む人もいる。また、ポジフィルムは、より手軽な紙プリントよりも広いダイナミックレンジを持つため、よりリアルな表現が可能となる。アマチュアの間でカラー「スライド」が初期に人気を博したが、自動印刷機器の登場により印刷品質が向上し、価格が下がるにつれて、その人気は衰退していった。
現在入手可能な他のフィルムは、カラー写真用紙に拡大したポジティブプリントを作成するために使用するカラーネガを生成するように設計されています。カラーネガはデジタルスキャンして写真または非写真の方法で印刷したり、電子的にポジティブとして表示したりすることもできます。リバーサルフィルム透過処理とは異なり、ネガポジ処理は、印刷によってかなりの補正が可能であるため、ある程度の範囲内で露出の誤りや色の照明の悪さを許容します。したがって、ネガフィルムはアマチュアによる気軽な使用により適しています。事実上すべての使い捨てカメラはネガフィルムを使用します。ネガから特殊な「ポジティブフィルム」に印刷することで写真透過を作成できますが、これは映画業界以外では常に珍しいことであり、静止画用の商業サービスはもはや利用できない可能性があります。ネガフィルムと紙プリントは、今日では圧倒的に最も一般的なカラーフィルム写真の形態です。
1994年から2006年頃の過渡期を経て、カラーフィルムはモノクロとカラーの両方で撮影できる安価な高画素デジタルカメラの登場により、ニッチ市場に追いやられた。しかし、一部の写真家は、芸術的な目的やフィルム特有の「ルック」を求めて、今でもフィルムを好んで使用している。
デジタル写真で色情報を取得する最も一般的な方法は、 1976年にイーストマン・コダック社のブライス・ベイヤーによって発明されたベイヤーフィルターを使用することです。この方法では、複数の波長の光に感度を持つセンサーをカラーフィルターの後ろに配置します。従来、各ピクセル（「センセル」）には、異なる波長に対する固有の差動応答に加えて、追加の光応答曲線が割り当てられます。通常、適用されるフィルターは赤、青、緑に反応し、緑のフィルターは、人間の目が他のどの色よりも緑の変化に敏感であるという理由から、2倍の頻度で使用されます。このようにして生成されるカラー画像は、人間の知覚に近い方法で色を保持し、特定の色域で過度に劣化することはありません。
しかし、代替的なアプローチも存在する。Foveonセンサーは、光がシリコンに浸透する深さが光の波長によって異なるという事実を利用している。そのため、シリコン積層体の下層で光を読み取ると、上層で読み取った場合とは異なる値が得られ、その差を利用して光の強度に加えて色を算出することができる。
別の方法としては、 3CCDカメラのように、プリズムを使って色を3つの別々のキャプチャデバイスに分離する方法がある。
バイエル方式自体にも様々な改良が提案されてきた。その一つは、同じパターンを用いながらもガラスの色を変えるもので、例えば、シアン、イエロー、グリーン、マゼンタを用いて光の強度（輝度）に対する感度を高めたり、緑色のセルを「エメラルド」色やシアン色のセルに置き換えたりする。
特に富士フイルムは、 EXRパターンやX-Transパターンなど、ベイヤーパターンの中でも特に珍しいバリエーションをいくつか提案している。
カラー写真が導入された当初、写真家たちの間では意見が分かれた。1930年代後半に一般に普及すると、それを全面的に受け入れた者もいれば、写真芸術におけるその意義に懐疑的な者もいた。
ポール・アウターブリッジは、カラー写真の初期の使用と実験で有名なアメリカの写真家でした。彼は1930年頃からUSカメラマガジンにカラー写真に関する月刊コラムを書き始めました。アウターブリッジは、非常に複雑な3色カーブロプロセスで作成された高品質のカラーイラストで知られるようになりました。 [ 30 ] 1940年には、高品質のイラストを使用してテクニックを説明した画期的な著書『Photographing in Color』を出版しました。 [ 31 ]
カラーフィルムの台頭期に活躍した古典的な写真家フェレンツ・ベルコは、その可能性をすぐに認識しました。彼はそれを世界を捉える新しい方法、被写体を実験し、写真で感情を伝える方法だと考えました。[ 32 ]
同時代に生きた写真家のジョン・ヘッジコーもまた、色彩を好んだ一人だった。彼は『色彩写真の芸術』という本を出版し、その中で「異なる色の間にある特別な、そしてしばしば微妙な関係」を理解することの重要性を説明した。また、特定の色は人々に特定の感情を抱かせることができるため、色が鑑賞者に与える心理的、感情的な力についても述べた。[ 33 ]
ウィリアム・エグルストンは、カラー写真を正当な芸術表現手段として広く認知させた功績が広く認められている。
ジャン・グルーバーは、1970年代に作品に色彩を多用したポストモダニズムの画家であった。
カラー写真にも支持者はいたものの、カラー写真が登場した当初は、白黒写真の方が人気があり、高く評価されていた。
エグルストンによれば、かつての彼のアイドルであるアンリ・カルティエ＝ブレッソンは、あるパーティーで彼に「ウィリアム、色彩なんてくだらない」と言い、それっきり一言も発しなかったという。[ 34 ]
例えば、ニューオーリンズの公民権運動を記録したことで知られる著名な写真家、ハロルド・バケットは、カラー写真にはあまり興味がなかった。彼は白黒フィルムで写真を撮ることを好んだ。インタビューでその理由を尋ねられた際、彼は「少ないほど良いという考え方です。色があると、本質的な被写体から注意が逸れてしまうことがあります。光、線、形だけで十分な場合もあり、それによって三次元の彫刻的な性質、つまり奥行きの錯覚的な次元を探求することができます。それに、楽しいんです」と答えた。[ 35 ]このカラー写真への嫌悪感は、主に写真のシンプルさを失うことへの恐れから来ていた。彼は、色があると目に情報が多すぎると心配していた。[ 35 ]
この懸念は珍しいものではありませんでした。ドラマチックなモノクロ風景写真で最もよく知られる写真家アンセル・アダムスも、カラーは気が散るものであり、写真家が写真制作の潜在能力を最大限に発揮することを妨げる可能性があると感じていたと、一部の専門家は述べています。アダムス自身は、「綿密に計画され、実行されたモノクロ写真を通して、カラー写真で達成したことのない『色彩』の感覚をはるかに得ることができる」と主張していました。[ 36 ]別の専門家は、アダムスは「コントロールの達人」だったと述べています。彼は技術に関する本を執筆し、特定の写真に最適な露出と現像時間を決定するのに役立つゾーンシステムを開発し、撮影前に最終的なプリントがどのように見えるかを想像する「プレビジュアライゼーション」の概念を導入しました。これらの概念と方法により、最終的なプリントに影響を与える可能性のあるすべての変数をほぼ完全にコントロールすることが可能になりました。このコントロールへの愛着から、アダムスは、モノクロで習得したこの要素が欠けているカラーを嫌いました。
アダムスは当初、色彩にそれほど熱心ではなかったものの、あまり知られていないが、色彩を使った実験は行っていた。彼の色彩作品の例は、アリゾナ大学クリエイティブ写真センターのオンラインアーカイブで見ることができる。彼が色彩で撮影した被写体は、肖像画から風景、建築まで多岐にわたり、白黒作品とほぼ同じ範囲である。 [ 37 ]実際、専門家によると、アダムスは晩年、色彩の技術を習得できなかったことを後悔していたと認めている。
写真家の間では依然として様々なフィルムの好みが存在するが、カラーフィルムは時とともに圧倒的に多くの支持者を集めてきた。
カラー写真材料は、本質的に非永続的で不安定です。 例えば、発色性カラー写真は、黄色、マゼンタ、シアンの有機染料で構成されており、それぞれ異なる速度で退色します。暗所保管やアーカイブ資料保管においても、劣化は避けられません。しかし、適切な手入れをすることで、退色、色の変化、変色を遅らせることができます。
不適切な環境条件は、写真を劣化させたり、破損させたりします。例としては、以下のようなものがあります。
カラー画像の劣化を示す3つの兆候は以下のとおりです。
一般的に、保管温度が低いほど、カラー写真の寿命は長くなります。氷点下での霜なし冷蔵保管は、カラー画像の損傷を防ぐ最も効果的な方法の一つです。冷蔵保管はコストが高く、保管物の出し入れには特別な訓練が必要です。より一般的でコストのかからない氷点以上での冷蔵保管では、結露を防ぐために、温度10～15 ℃（50～59 °F）、相対湿度30～40%、露点以上を維持する必要があります。
個々の物品は、遮光性の高い容器や保管箱に入れて暗所に保管することをお勧めします。取り扱い、使用、または展示中に光にさらされる場合は、光源は紫外線フィルター付きにし、光量を最小限に抑えてください。保管場所では、200～400ルクスの照度が推奨されます。
写真資料を取り扱いや光による損傷から守る最も簡単な方法は、保護ケースを使用することです。すべての保護材料は、米国規格協会（ANSI）の規格IT9.2–1988および国際標準化機構（ISO）の規格18916:2007（E）「写真－処理済み写真資料－ケース材料の写真活性試験」で規定されている写真活性試験（PAT）に合格する必要があります。PATは、どのような種類の保管ケースが写真資料を保存、延長、または劣化防止できるかを判断するためのアーカイブ科学的な試験です。
各資料は、それぞれ適切なサイズの保管用ケースに収めることをお勧めします。保管用ケースは紙製またはプラスチック製で、それぞれに長所と短所があります。
写真資料を個別に封入した後、 ISO規格18916:2007および18902で規定されているような、アーカイブ用厚紙製のフォルダーや箱などの保管容器が、さらなる保護バリアとして機能します。場合によっては、特殊なサイズの資料のために、これらの容器を特注する必要があることもあります。一般的に、箱に平らに保管することが推奨されます。これは、特に壊れやすい資料の場合、より安定した支持が得られるためです。箱やフォルダーに資料を詰め込みすぎないようにしてください。