カラフルさ

カラフルさ、彩度、彩度は、色彩の強度に関連する知覚される色の属性です。国際照明委員会(CIE) によって正式に定義されているように、これらはそれぞれ色彩の強度の 3 つの異なる側面を表しますが、これらの側面が明確に区別されていない状況では、これらの用語はしばしば曖昧に、互換的に使用されます。これらの用語の正確な意味は、それらが依存している他の機能によって異なります。

• 色彩とは、「ある領域の知覚される色が多かれ少なかれ有彩色（白、灰色、黒を含まない色）に見えるという視覚的知覚の属性である^{（説明が必要）}」^{[1] [2]} 。物体によって誘発される色彩は、そのスペクトル反射率だけでなく照明の強さにも依存し、明るさが非常に高くない限り、照明の強さとともに増加する（ハント効果）。
• 彩度とは、「同様に照らされた、白くまたは透過率が高い領域の明るさの割合として判断される領域の色彩度」です。^{[3] [2]結果として、彩度は主にスペクトル特性にのみ依存し、}物体の色を表すも​​のと見なされます。^{[4]それは、そのような物体の色が}、同じ明度のグレーとどの程度異なって見えるかです。^[5]
• 彩度とは「明るさに比例して判断される領域の色彩」であり、^{[6] [2]}実質的には、その領域から発せられる光の白っぽさが知覚されない程度である。与えられたスペクトル反射率を持つ物体は、明るさが非常に高くない限り、あらゆるレベルの照明に対してほぼ一定の彩度を示す。^[7]

彩度、彩度、彩度は知覚の属性として定義されているため、物理的に測定することはできませんが、知覚的に均一になるように意図された心理測定尺度、たとえばマンセルシステムの彩度尺度に関連して定量化できます。物体の彩度と明度は、同じものに比例して判断された彩度と明るさ（「白く見えるか、透過率が高いように見える、同様に照らされた領域の明るさ」）ですが、その物体から発せられる光の彩度は、実際には、その明度に比例して判断された物体の彩度です。マンセル色相ページでは、均一な彩度の線は黒点の近くから放射状になる傾向がありますが、均一な彩度の線は垂直になります。^[7]

彩度の単純な定義では、その応答関数は指定されません。CIE XYZ および RGB 色空間では、彩度は加法混色の観点から定義され、白または白点光源を中心とした任意のスケーリングに比例するという特性があります。ただし、両方の色空間は、心理視覚的に知覚される色の違いの観点からは非線形です。心理視覚的知覚の観点から線形化された彩度のような量を定義することも可能であり、場合によっては望ましいこともあります。

CIE 1976 LAB および LUV カラー スペースでは、正規化されていない彩度は、LAB および LUV カラー スペースの円筒座標CIE LCh (明度、彩度、色相) 表現の放射状成分であり、CIE LCh(ab) または略して CIE LCh、および CIE LCh(uv) とも表記されます。から への変換は次のように表され、 CIE LCh(uv) についても同様です。 ${\displaystyle (a,b)}$${\displaystyle \left(C_{ab},h_{ab}\right)}$$${\displaystyle C_{ab}^{*}={\sqrt {a^{*2}+b^{*2}}}}$$ $${\displaystyle h_{ab}=\operatorname {atan2} \left({b^{\star }},{a^{\star }}\right)}$$

CIE LCh(ab) および CIE LCh(uv) 座標の彩度は、心理視覚的により線形であるという利点がありますが、線形コンポーネント カラー混合の点では非線形です。したがって、CIE 1976 Lab および LUV カラー スペースの彩度は、従来の「彩度」の意味とは大きく異なります。

彩度を取得または指定するための、心理視覚的にさらに正確ですが、より複雑なもう 1 つの方法は、CIECAM02 などの色の見え方モデルを使用することです。この場合、彩度の色の見え方パラメータは (色の見え方モデルに応じて)、照明の物理的な明るさや、心理視覚的により感覚的な発光/反射面の特性などと絡み合っている可能性があります。

例えば、 CIECAM02の彩度は、単純に評価された色の大きさに加えて明度から計算されます。さらに、彩度と並んで彩度パラメータが存在し、これは次のように定義されます。ここで、は視聴条件に依存します。^[8]${\displaystyle C,}$${\displaystyle J}$${\displaystyle t.}$${\displaystyle M}$${\displaystyle C.}$${\displaystyle M=CF_{B}^{0.25},}$${\displaystyle F_{L}}$

色の彩度は、光の強度と、それがさまざまな波長のスペクトル全体にどの程度分布しているかの組み合わせによって決まります。最も純粋な（最も彩度の高い）色は、レーザー光のように、1 つの波長だけを高強度で使用することで実現されます。強度が低下すると、結果として彩度も低下します。減法混色システム（水彩画など）で特定の強度の色の彩度を下げるには、白、黒、グレー、または色相の補色を追加します。

飽和度のさまざまな相関関係は次のとおりです。

CIELUVでは、彩度は明度で正規化された彩度に等しい。 ここで、は白色点の色度であり、彩度は以下のように定義される。^[9]$${\displaystyle s_{uv}={\frac {C_{uv}^{*}}{L^{*}}}=13{\sqrt {(u'-u'_{n})^{2}+(v'-v'_{n})^{2}}}}$$${\displaystyle \left(u_{n},v_{n}\right)}$

同様に、CIELABでは次のようになります。 $${\displaystyle s_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{L^{*}}}={\frac {\sqrt {{a^{*}}^{2}+{b^{*}}^{2}}}{L^{*}}}}$$

CIELABには色度図がないため、CIEはこの式を正式に推奨していません。この定義は、彩度の古い概念と直接的な関係がありません。^[10]しかし、この式は彩度の合理的な予測子を提供し、( a *、b *)を固定したままCIELABで明度を調整すると彩度に影響することを示しています。

しかし、マンフレート・リヒターの次の言葉による定義と、エヴァ・リュッベが提案した対応する式は、人間の彩度の知覚と一致しています。彩度は、全体的な色感覚における純粋な有彩色の割合です。^[11] ここで、は彩度、明度、は色の彩度です。 $${\displaystyle S_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{\sqrt {{C_{ab}^{*}}^{2}+{L^{*}}^{2}}}}100\%}$$${\displaystyle S_{ab}}$${\displaystyle L^{*}}$${\displaystyle C_{ab}^{*}}$

CIECAM02では、彩度は彩度を明度で割った値の平方根に等しくなります。 $${\displaystyle s={\sqrt {\frac {M}{Q}}}}$$

この定義は、 CIECAM97の性能不足を改善する目的で行われた実験研究に触発されたものである。 ^{[8] [12]} は彩度に比例するため、CIECAM02の定義はCIELUVの定義とある程度類似している。^[8]${\displaystyle M}$${\displaystyle C,}$

彩度も、 HSL および HSV カラー スペースの 3 つの座標の 1 つです。ただし、HSL カラー スペースでは、彩度は明度とは独立して存在します。つまり、HSL では非常に明るい色と非常に暗い色の両方が高彩度になる可能性があります。一方、以前の定義や HSV カラー スペースでは、白に近い色はすべて彩度が低くなります。

刺激の励起純度（略して純度）は、光源の白色点から、同じ主波長を持つ色度図上の最も遠い点までの差です。CIE 1931色空間を使用します。^[13] ここで、は白色点の色度、は白色点までの線分が刺激の色度を含む周囲の点です。CIELABやCIELUVなどの異なる色空間が使用される場合があり、異なる結果が得られます。 $${\displaystyle p_{e}={\sqrt {\frac {\left(x-x_{n}\right)^{2}+\left(y-y_{n}\right)^{2}}{\left(x_{I}-x_{n}\right)^{2}+\left(y_{I}-y_{n}\right)^{2}}}}}$$${\displaystyle \left(x_{n},y_{n}\right)}$${\displaystyle \left(x_{I},y_{I}\right)}$