メタメリズム（色彩）

測色学において、メタメリズムとは、異なる（一致しない）スペクトル分布を持つ色が一致すると知覚されることです。このように一致する色は、メタメアと呼ばれます。

スペクトルパワー分布は、各可視波長で色サンプルから放出される（放射、透過、または反射される）総光量の割合を表します。サンプルから発せられる光に関する完全な情報を定義します。ただし、人間の目には 3 つの色受容体（3 種類の錐体細胞）しかないため、すべての色は 3 つの感覚量、つまり三刺激値に還元されます。メタメリズムは、各種類の錐体が広範囲の波長からの累積エネルギーに反応するため、すべての波長にわたる光の異なる組み合わせが同等の受容体反応と同じ三刺激値または色感覚を生み出すことができるために発生します。色彩科学では、感覚スペクトル感度曲線のセットは、色合わせ関数によって数値的に表されます。

メタメリック一致は、特に中性色に近い色 (灰色または白っぽい色) や暗い色では非常に一般的です。色が明るくなったり彩度が高くなると、特に表面反射スペクトルの色では、メタメリック一致の可能な範囲 (光の波長の異なる組み合わせ) は狭くなります。

2 つの光源間で行われる条件等色一致は、測色の三色性の基礎となります。写真、テレビ、印刷、デジタル画像処理など、市販されているほぼすべてのカラー画像再現プロセスの基礎は、条件等色一致を行う能力です。

反射性材料を使用して条件等色一致を行うのは、より複雑です。表面の色の外観は、材料のスペクトル反射率曲線と、その材料を照らす光源のスペクトル放射率曲線の積によって定義されます。その結果、表面の色は、表面を照らすために使用される光源に依存します。

照明メタメリック失敗または照明メタメリズムという用語は、2 つの材料サンプルが 1 つの光源の下では一致するが、別の光源の下では一致しない状況を説明するために使用されることがあります。ほとんどの種類の蛍光灯は、不規則またはピークのあるスペクトル放射曲線を生成するため、2 つの材料が、ほぼ平坦または滑らかな放射曲線を持つ白熱の「白色」光源とメタメリックに一致しているにもかかわらず、蛍光灯の下では一致しない可能性があります。1 つの光源の下で一致する材料の色は、他の光源の下では異なって見えることがよくあります。インクジェット印刷は特に影響を受けやすく、インクジェットプルーフは、色の正確さのために、色再現特性が良好な 5000K色温度の照明源の下で見るのが最適です^[1]。^[2]

通常、カラー マッチングでは、半透明性、光沢、表面の質感などの材質属性は考慮されません。ただし、 2 つのサンプルが 1 つの角度から見たときには一致するが、別の角度から見たときには一致しない場合は、幾何学的メタメリック障害または幾何学的メタメリズムが発生する可能性があります。一般的な例としては、真珠光沢のある自動車仕上げや「メタリック」紙 ( Kodak Endura Metallic、Fujicolor Crystal Archive Digital Pearl など) に現れる色の変化が挙げられます。

観察者メタメリック障害または観察者メタメリズムは、観察者間の色覚の違いによって発生することがあります。観察者メタメリック障害の一般的な原因は色盲ですが、「正常な」観察者の間でも発生することがあります。いずれの場合も、網膜における長波長に敏感な錐体と中波長に敏感な錐体の割合、各タイプの錐体における光感度のプロファイル、および目の水晶体と黄斑色素の黄変の量は、人によって異なります。これにより、各観察者の色覚に対するスペクトル分布における異なる波長の相対的な重要性が変わります。その結果、スペクトル的に異なる 2 つの光または表面は、ある観察者にとっては色が一致しますが、別の観察者から見たときには色が一致しないことがあります。

視野サイズ条件等色障害または視野サイズ条件等色は、網膜の 3 種類の錐体の相対的な比率が視野の中心から周辺まで変化するため発生します。そのため、非常に小さな中心固定領域として見たときに一致する色が、大きな色領域として提示されたときには異なって見える場合があります。多くの産業用途では、大視野カラー マッチを使用して色の許容範囲を定義します。

最後に、デバイスのメタメリズムは、同じメーカーまたは異なるメーカーの測色計の一貫性の欠如により発生します。測色計は基本的にセンサーセルと光学フィルターのマトリックスの組み合わせで構成されており、測定値に避けられないばらつきが生じます。さらに、異なるメーカーによって製造されたデバイスは、構造が異なる場合があります。^[3]

2 つのメタメリック刺激のスペクトル構成の違いは、メタメリズムの度合いと呼ばれることがよくあります。色を形成するスペクトル要素の変化に対するメタメリック一致の感度は、メタメリズムの度合いによって異なります。メタメリズムの度合いが高い 2 つの刺激は、光源、材料構成、観察者、視野などの変化に対して非常に敏感であると考えられます。

メタメリズムという言葉は、一致ではなくメタメリックの失敗を示すためによく使われ、また、光源の変化など条件のわずかな変化によってメタメリック一致が容易に劣化する状況を説明するためにも使われます。

メタメリズムの最もよく知られた指標は演色評価数（CRI）で、 CIE 1964 色空間におけるテストおよび参照スペクトル反射ベクトル間の平均ユークリッド距離の線形関数である。 CRI は更新された指標 IES:TM30 に置き換えられ、忠実度のより正確な評価を提供し、テスト光が参照光と比較して着色剤の彩度と色相をどのように変化させるかを評価する機能を追加している。^[4] 日光シミュレータ用の別の指標はMI、CIE メタメリズム指標である。^[5]これは、CIELAB または CIELUV の8 つのメタメリズム（可視スペクトルに 5 つ、紫外線範囲に 3 つ）の平均色差を計算することによって導出される。 CRI と MI の顕著な違いは、色差を計算するために使用される色空間であり、 CRI で使用される色空間は廃止されており、知覚的に均一ではない。

MIは、スペクトルの一部のみを考慮する場合、 MI _visとMI _UVに分解できます。数値結果は、5つの文字カテゴリのいずれかに丸めて解釈できます。 ^[6]

スペクトル色の一致ではなく、メタメリック色の一致である材料を使用することは、色の一致または色の許容範囲が重要な業界では重大な問題です。

典型的な例は自動車産業です。内装の布地、プラスチック、塗料に使用される着色剤は、白色蛍光灯の下では良好な色一致が得られるように選択されますが、異なる光源（日光やタングステン光源など）の下では一致が消えてしまうことがあります。さらに、着色剤の違いにより、スペクトルの一致はまれであり、メタメリズムが頻繁に発生します。^[7]

繊維染色業界では、色合わせが不可欠です。この分野では、照明条件等色、観察者条件等色、視野サイズ条件等色の 3 種類の条件等色が一般的に見られます。^[要出典]現代生活ではさまざまな照明があるため、繊維の色合わせを確実に行うことは困難です。大きな繊維製品の条件等色は、色を比較するときに異なる光源を使用することで解決できます。しかし、繊維などの小さな製品の条件等色は、解決がより困難です。この困難は、これらの小さな繊維を観察するために、単一の照明源を持つ顕微鏡が必要であるために生じます。したがって、条件等色繊維は、肉眼でも顕微鏡でも区別できません。繊維の条件等色を解決できる方法は、顕微鏡と分光法を組み合わせたもので、顕微分光法と呼ばれています。^[8]

塗料業界で行われる色合わせは、特定の光のスペクトルの下での三刺激値（メタメリック）色合わせだけでなく、スペクトル色合わせを達成することを目的とすることが多い。スペクトル色合わせは、2 つの色に同じスペクトル反射特性を与え、メタメリズムの程度が低いメタメリック色合わせを実現し、照明の変化や観察者の違いに対する色合わせの感度を低下させる。塗料のメタメリズムを回避する 1 つの方法は、複製品に元の色とまったく同じ顔料とベースカラーの組成を使用することである。顔料とベースカラーの組成が不明な場合、メタメリズムは比色計を使用することによってのみ回避できる。^[9]

印刷業界もメタメリズムの影響を受けています。インクジェット プリンターは特定の光源下で色を混合するため、異なる光源下ではオリジナルとコピーの外観が変わります。印刷におけるメタメリズムを最小限に抑える方法の 1 つは、まず色測定装置を使用してオブジェクトまたは複製のスペクトル反射率を測定することです。次に、色反射率係数に対応するインク組成のセットを選択します。これは、インクジェット プリンターが複製に使用します。このプロセスは、オリジナルと複製が許容できる程度のメタメリズムを示すまで繰り返されます。ただし、色域の制限または色彩特性のために、利用可能な材料では改善された一致が不可能であるという結論に達することもあります。^[10]

• 四色型色覚
• ハイパースペクトルイメージング

• Wyszecki, Günter & Stiles, WS (2000)。色彩科学 - 概念と方法、定量的データと公式(第 2 版)。ニューヨーク: Wiley- Interscience。ISBN 978-0-471-39918-6。
• RWG ハント著『The Reproduction of Color（第 2 版）』、チチェスター：John Wiley & Sons、2004 年。
• マーク・D・フェアチャイルド。カラーアピアランスモデル、アディソン・ウェスリー・ロングマン、1998年。

ウィキメディア・コモンズには、メタメリズム (色)に関連するメディアがあります。

• メタマーを示す Java アプレット
• スタンフォード大学 CS 178 のカラーマッチングを紹介するインタラクティブ Flash デモ。
• メタメリズムとペイントの色が変化する理由