補色

伝統的なカラーホイールモデルは18世紀に遡り、今日でも多くの芸術家によって使用されています。このモデルでは、赤、黄、青を原色とし、原色と二次色の補色ペアとして赤と緑、青とオレンジ、黄と紫が挙げられます。^{[ 2 ]}

この伝統的な配色では、補色ペアは1つの原色（黄色、青、または赤）と1つの二次色（緑、紫、またはオレンジ）で構成されます。任意の原色の補色は、他の2つの原色を組み合わせることで作ることができます。たとえば、黄色（原色）の補色を作るには、赤と青を組み合わせることができます。その結果は紫になり、これはカラーホイール上で黄色の真向かいに位置します。^{[ 3 ]}カラーホイールモデルを続けると、黄色と紫を組み合わせることができ、これは基本的に3つの原色すべてが同時に存在することを意味します。絵具は光を吸収することで機能するため、3つの原色すべてが一緒に存在すると、黒または灰色になります（減法混色を参照）。より最近の絵画マニュアルでは、より正確な減法混色の原色はマゼンタ、シアン、および黄色です。^{[ 4 ]}

補色は、印象的な視覚効果を生み出すことがあります。物体の影には、その物体の補色の一部が含まれているように見えるのです。例えば、赤いリンゴの影には、わずかに青緑色が含まれているように見えます。この効果は、より明るくリアルな影を描きたい画家によってしばしば模倣されます。ある色を約45秒間見つめた後、白い紙や壁を見ると、その物体の補色の残像が短時間見えるのです。

部分的な色の混合では、小さな点として並べて配置すると、補色は灰色に見える。^{[ 5 ]}

19世紀に考案され、20世紀に完全に発展したRGBカラーモデルは、黒色の背景に赤、緑、青の光を組み合わせて、コンピューターモニターやテレビ画面に表示される色を作り出します。RGBモデルでは、原色は赤、緑、青です。補色となる原色と二次色の組み合わせは、赤とシアン、緑とマゼンタ、青と黄です。RGBカラーモデルでは、赤とシアンのような2つの補色の光を最大強度で組み合わせると、2つの補色にはスペクトルの全範囲の光が含まれているため、白色光になります。光の強度が十分でない場合、結果として得られる光は灰色になります。

HSV色空間などの他の色モデルでは、中性色（白、灰色、黒）は中心軸に沿って配置されます。補色（HSVで定義される色）は、水平方向の断面上で互いに反対側に位置します。例えば、CIE 1931色空間では、「支配的」な波長の色に補色波長を一定量混ぜることで、中性色（灰色または白）を作り出すことができます。

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  1867年にシャルル・ブランによって考案された伝統的な色彩星。ゴッホ、モネ、ルノワールといった19世紀の画家たちが用いた伝統的な補色関係にある色は、互いに正反対の位置にある。
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  RGBカラーモデルは、黒い画面に赤、緑、青の光を組み合わせて、コンピューターのディスプレイやテレビに表示されるすべての色を作り出します。補色とは、互いに反対の色を指します。
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  HSVカラーホイールは、 RGBカラーモデルと同じ補色を持っています。
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  色の組み合わせ例を示した図表。

カラー印刷は絵画と同様に減法混色を用いますが、補色関係は絵画とは異なります。そのため、光によって生成される色と同じ原理が適用されます。カラー印刷では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクを重ね刷りすることで色を作り出すCMYKカラーモデルを使用します。印刷において最も一般的な補色関係は、マゼンタとグリーン、イエローとブルー、シアンとレッドです。補色関係という点では、このモデルはRGBモデルと全く同じ結果をもたらします。必要に応じて、色を濃くするためにブラックが追加されます。

色が互いに及ぼす影響は古代から注目されてきた。アリストテレスは著書『色彩論』の中で、「光が別の色に当たると、この新しい組み合わせの結果として、別の色のニュアンスを帯びる」と述べている。^{[ 6 ]}聖トマス・アクィナスは、紫は白の隣にあると黒の隣にある場合とは違って見え、金は青の隣にあると白の隣にある場合よりも印象的であると記している。イタリア・ルネサンス期の建築家で作家のレオン・バッティスタ・アルベルティは、赤と緑、赤と青など、特定の色の間には調和（ラテン語でconiugatio、イタリア語でamicizia ）があると指摘し、レオナルド・ダ・ヴィンチは、最も美しい調和は正反対の色（retto contrario）の間にあると指摘したが、18世紀まで、なぜそうなるのかを科学的に納得のいく形で説明する者はいなかった。

1704年、アイザック・ニュートンは光学に関する論文の中で、 7色のスペクトルを示す円を考案した。この著作と1672年の以前の著作で、彼は円の周りの特定の色が互いに反対色であり、最大のコントラストを生み出すことに気づいた。彼は赤と青（現代のシアン）^{[ 7 ]} 、黄色と紫、緑と「緋色に近い紫」^{[ 8 ]と名付けた。}

その後数十年の間に、科学者たちはニュートンの色環を改良し、最終的に12色に分類しました。それは、3つの原色（黄色、青、赤）、原色を組み合わせた3つの二次色（緑、紫、オレンジ）、そして原色と二次色を組み合わせた6つの三次色です。

1794年にロンドン王立協会で発表された2つの報告書の中で、アメリカ生まれのイギリス人科学者ベンジャミン・トンプソン、ラムフォード伯爵（1753年～1814年）は、混ぜ合わせると白になる2つの色を表す用語として「補色」という言葉を作り出した。ミュンヘンの工場照明に関する測光実験を行っていたトンプソンは、天窓からの光で照らされた黄色いろうそくの光の影に「想像上の」青色が生じることに気づき、着色ガラスや顔料を塗った表面を用いて他の色でもこの効果を再現した。彼は「どんな色にも例外なく、その色相や濃淡、あるいはどのように合成されたものであっても、完全に調和する別の色、すなわち補色が存在し、それはその色の伴侶とも言える」と理論づけた。彼はまた、この発見のいくつかの実用的な用途についても示唆した。 「このような実験は容易に行えるため、女性はドレスに付けるリボンを選んだり、部屋を飾る人は最も完璧な調和と最も純粋な趣味の原則に基づいて色を配置したりすることができる。画家が色彩調和の原則を知ることで得られる利点は、あまりにも明白なので、説明する必要はない。」^{[ 9 ]}

19世紀初頭、ヨーロッパ中の科学者や哲学者たちは色の性質と相互作用の研究を始めた。ドイツの詩人ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテは1810年に独自の理論を発表し、2つの原色は互いに最も対立する黄色と青であり、光と闇を表していると述べた。彼は「黄色は闇によって弱められた光であり、青は光によって弱められた闇である」と書いた。^{[ 10 ]}青と黄色の対立から、「シュタイゲルング」または「増強」と呼ばれる過程を経て、第3の色である赤が生まれた。ゲーテはまた、互いに「要求する」補色の組み合わせをいくつか提案した。ゲーテによれば、「黄色は紫を『要求』し、オレンジは青を『要求』し、紫は緑を『要求』し、その逆もまた然り」である。^{[ 11 ]}ゲーテの考えは非常に個人的なもので、他の科学研究と矛盾することが多かったが、非常に人気があり、JMWターナーを含む重要な芸術家に影響を与えた。^{[ 12 ]}

ゲーテが自身の理論を発表したのとほぼ同時期に、イギリスの物理学者、医師、エジプト学者であるトーマス・ヤング（1773-1829）は、実験によって、白色光を作るのにスペクトルのすべての色を使う必要はなく、赤、緑、青の3色の光を組み合わせるだけで白色光を作ることができることを示した。この発見は加法混色とRGBカラーモデルの基礎となった。^{[ 13 ]}彼は、赤と青の光を組み合わせることでマゼンタを、赤と緑の光を混ぜることで黄色を、緑と青を混ぜることでシアン（青緑）を作ることができることを示した。また、これらの色の強度を変えることで、事実上他のすべての色を作ることができることも発見した。この発見は、今日コンピューターやテレビのディスプレイで色を作るために使用されているシステムにつながった。ヤングはまた、目の網膜には3つの異なる色に敏感な神経線維が含まれていることを最初に提唱した人物でもある。これは、現代の色覚の理解、特に目には異なる波長範囲に敏感な3つの色受容体があるという発見を予見していた。^{[ 14 ]}

ヤングが加法混色を発見したのとほぼ同時期に、万華鏡の発明者であるイギリスの科学者デイヴィッド・ブリュースター（1781～1868）は、真の原色は赤、黄、青であり、真の補色の組み合わせは赤と緑、青とオレンジ、黄と紫であるという対立する理論を提唱した。その後、ドイツの科学者ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ（1821～1894）が、光によって形成される色（加法混色）と顔料によって形成される色（減法混色）は実際には異なる規則で作用し、異なる原色と補色を持つことを示すことで、この論争に決着をつけた。^{[ 15 ]}

他の科学者たちは補色の使用についてより詳しく研究した。1828年、フランスの化学者ウジェーヌ・シュヴルールは、ゴブラン織りのタペストリーの色をより鮮やかにするための製造方法を研究し、「補色の配置は他のいかなる対比の調和よりも優れている」ことを科学的に証明した。1839年に出版された彼の著書『De la loi du contraste simultané des couleurs et de l'assortiment des objets colorés』（色彩の同時対比の法則と色彩物の品揃えについて）は、補色が織物から庭園まであらゆるものに使用できることを示し、ドイツ、フランス、イギリスで広く読まれ、補色の概念を普及させた。補色の使用は、フランスの美術評論家シャルル・ブランが著書『Grammaire des arts et du dessin』（1867年）で、また後にアメリカの色彩理論家オグデン・ルードが著書『Modern Chromatics』（1879年）でさらに広く知られるようになった。これらの本は、同時代の画家たち、特にジョルジュ・スーラとフィンセント・ファン・ゴッホによって熱心に読まれ、彼らはその理論を絵画に実践した。^{[ 16 ]}

2022年、ロスアラモス国立研究所の研究チームは、3次元の知覚色空間は、リーマンが提唱し、ヘルムホルツとシュレーディンガーが発展させて以来広く受け入れられてきたように、リーマン的ではないことを発見した。彼らは、より高い精度を得るために「2択強制選択」課題を用いて、人間の被験者との比較テストを実施した。その結果、大きな色の違いは、その内部のすべての距離の合計よりも遠く感じられないことがわかった。これらの知覚された距離をプロットすると、非ユークリッド色空間となる。この発見は、類似色の組み合わせに最も大きな影響を与え、色空間の領域を拡大すると、色間の距離が大きくなる。彼らは、色の間隔に対する知覚的収穫逓減を考慮するために、国際度量衡委員会が使用する色の標準を変更する必要があると結論付けた。^{[ 17 ]}

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  ニュートンの色環（1704年）には7色が示されていた。彼は、互いに反対側にある色が最も強いコントラストと調和を生み出すと主張した。
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  1708年にブーテが作成した色彩図には、伝統的な補色関係、すなわち赤と緑、黄と紫、青とオレンジが示されていた。
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  ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテ（1810年）が考案した色相環は、光と闇を表す原色である黄色と青が互いに対立するという考えに基づいていた。

1872年、クロード・モネは『印象、日の出』を描きました。この絵では、かすんだ青い風景の中央に、小さなオレンジ色の太陽と、雲と水面に反射するオレンジ色の光が描かれています。この絵は、補色であるオレンジと青を印象的に用いたことで、印象派運動の名となりました。モネは補色の科学に精通しており、それを熱心に用いました。彼は1888年に、「色は、その固有の性質よりもコントラストによってインパクトを与える…原色は、補色と対比するとより鮮やかに見える」と書いています。^{[ 18 ]}

オレンジと青は、印象派の画家たちにとって重要な組み合わせとなった。彼らは皆、色彩理論に関する最新の書籍を研究しており、オレンジを青の隣に配置すると、両方の色がより鮮やかになることを知っていた。オーギュスト・ルノワールは、チューブから直接出したクロムオレンジの絵具で船の縞模様を描いた。ポール・セザンヌは、青の背景に黄色、赤、黄土色を混ぜ合わせたオレンジ色を用いた。

フィンセント・ファン・ゴッホはこの技法を特に用いたことで知られています。彼は黄色、黄土色、赤を混ぜて独自のオレンジ色を作り出し、それをシエナレッドとボトルグリーンの線と並べ、激しい青と紫の空の下に配置しました。また、コバルトブルーの空にオレンジ色の月と星を描きました。彼は弟のテオに「青とオレンジ、赤と緑、黄色と紫の対比を探し、極端な残酷さを調和させるために、不完全な色と中性色を探し、灰色の調和ではなく、色を強烈にしようと試みている」と書き送りました。^{[ 19 ]}

1888年に弟のテオに自身の絵画『夜のカフェ』について説明した際、ゴッホは次のように書いている。「私は赤と緑で人間の恐ろしい情熱を表現しようとした。ホールは血のように赤く、淡い黄色で、中央には緑のビリヤード台があり、オレンジと緑の光線を放つレモンイエローのランプが4つある。至る所で、最も異なる赤と緑の戦いと対立が繰り広げられている。」^{[ 20 ]}

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  クロード・モネの『印象、日の出』（1872年）は、青い背景に小さくも鮮やかなオレンジ色の太陽が描かれた作品である。この絵画が、印象派運動の名称の由来となった。
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  ピエール＝オーギュスト・ルノワール作「シャトゥーの漕ぎ手たち」（1879年）。ルノワールは、オレンジと青を並べると互いの色が引き立て合うことを知っていた。
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  この自画像（1889年）において、フィンセント・ファン・ゴッホは、自身の髪のオレンジ色と青い背景とのコントラストを最大限に活かしている。
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  フィンセント・ファン・ゴッホの『星月夜』（1889年）には、黄色い星と黄色い月が描かれている。
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  フィンセント・ファン・ゴッホの『夜のカフェ』（1888年）は、赤と緑を用いて、ファン・ゴッホが「恐ろしい人間の情熱」と呼んだものを表現した。