イメージカラーピッカーを用いた月面の色探し－9－

イメージカラーピッカーを用いた月面の色探し～ICT を駆使して教科書を超えた学びを探る～
星野菜穂子（鹿児島県立与論高等学校）、中野英之（桐蔭横浜大学）
1. はじめにに考えていると思った。しかし、最近はオン児童や生徒が「受けてよかった」と思ってラインでデジタル写真から色情報を取り出す

くれる授業は、教員であれば誰でも常に目指ことが簡単にできるようになり、このようなす目標であると思う。そういう授業とは何か。

ICT をうまく使えば月に色があることを発見

私は児童や生徒が教科書レベルを超えた学びできるかもしれないと考えた。うまくいけばができる授業だと考えている。しかし、教科教材化までいけるかもしれない。そこでまず書の内容は到達レベルの最低ラインであるが、 は自ら月の色探しを行うことにした。
最高ラインだととらえている人がまだ多いという指摘も見られる[1]。また、理科離れの大2. 月面用反射望遠鏡の開発

きな要因の一つに、学習指導要領が「学習の今回は、色を扱う探究であるため、実際の基準の大綱」でありながら、実質は学習の到月の色の再現を阻害する要素は可能な限り取達目標として考えられてきたために、学習指り除きたい。光学系の色収差や、大気の減光、導要領を超えた指導が行われなくなり、本質大気のプリズム効果など阻害する要因はいく的で知的な刺激に富んだ内容が理科授業で扱つも考えられる。まず、光学系については反われてこなかったからだという主張も見られ射望遠鏡を用いることで解決できるだろう。

る[2]。教科書を超えるネタはいくらでもある

色収差の原因となるレンズを用いずに拡大率し、それを授業で教えること自体は難しいこを得るために、長焦点の反射望遠鏡を作製すとではないとは思うが、児童や生徒の身の丈ることが必要だ。大気の問題は完全には影響に合った主体的な活動を通して教科書を超えを取り除けないが、気球を飛ばすこともできる学びに到達できるような授業展開を工夫すないので空の澄んだ秋～冬に月の高度が高いることが難しいのだと考える。

時に撮影する以外方法はなさそうだ。

児童や生徒が当たり前だと考えている概念反射望遠鏡は、直径 107 mm 厚さ 15 mmが、主体的な活動を通して覆される体験を児の青板ガラス 2 枚用いて作製する。直径 107

童や生徒が体験することは、教科書レベルをmm と中途半端な大きさになっている理由は、超えた学びの第一歩だ。このような立ち位置

円形ガラスを安価に入手するために、ある規の教材開発は重要であると考えるし、そのた格のホールソーでガラス板をくり抜く手法でめにも教員はいつまでも好奇心をもって自然工場に作製してもらったためである。研磨方

事象に向き合う素直な心でありたい。

法はえびな[3]や中野[4]を参考にした。砂ズリ

大学生時代に日本画を授業で履修していたは #80、 #120、 #220、 #400、 #800、 #1500

著者は、色に非常に関心を持っていた。あるの研磨剤を用いて進めた（図 1）。#400 まで時、月を眺めていて、「月には色がないだろうに時々鏡を水にぬらして太陽にかざして焦点か」という疑問を持った。教科書で見る月は距離をチェックし（図 2）、F=13 程度、焦点常に白黒の世界であるし、どう考えても色が距離が 1400 mm 程度になるように調整した。

ある世界には思えなかった。誰もが同じよう

F=13 とした理由は、放物面化しなくても球天文教育 2020 年 11 月号（Vol.32 No.6）

－10－■ 投稿 ■

面鏡に近い状態で実用上問題のない解像力がmm のものを使用した。塩ビキャップを加工得られることと、これ以上焦点距離が長くなして斜鏡固定装置と光軸調整装置を作製した。

ると非常に使いにくくなると考えたためであ

斜鏡のスパイダーは回折の影響を最小限に抑る。ピッチ盤研磨を行い、主鏡が完成した後、えるためにアルミ板を曲げて半円形にしたもアルミナイザー[5]を用いて真空蒸着法によのを使用した（図 3）。接眼部とファインダーりアルミメッキを行い鏡面を完成させた。主はそれぞれビクセン製とミザール製の中古を鏡の焦点距離は最終的に 1480 mm となった。

利用した。鏡筒はコの字型のアルミチャックを介してアリガタにボルトで固定した。天頂付近にある月を主に観測するため、鏡筒回転
装 置 は不 要 と考 え た 。 鏡 筒 は ビ ク セ ン 製 のGDP 赤道儀に同架して使用する。駆動系はビクセンのマイコンスカイセンサー2000 を使用した。途中、鏡が二重球面になっていることが判明して研磨をやり直したり、主鏡の焦点距離を測り間違えて鏡筒の穴あけをやり直したりするアクシデントがあったが、こうして望遠鏡が完成した（図 4）。

図1

砂ずり中の様子

図3

図2

斜鏡固定具

太陽を用いて焦点距離を求めている様子

鏡筒は直径 150 mm のスパイラル管を使用した。内側を黒色のつや消しスプレーを塗布した。光軸調整機能のついた主鏡セルはアルミの L 字アングルやアクリル板を使用して作製した。アルミの L 字アングルやアクリル板にネジ山を切ってネジで光軸調整ができるようにした。斜鏡は自作せずに市販の短径 25

図4

天文教育 2020 年 11 月号（Vol.32 No.6）

完成した望遠鏡

イメージカラーピッカーを用いた月面の色探し

3. 方－11－として表現することができる機能を用いて、法開発した望遠鏡で撮影した月の写真をフリ雨の海（虹の入江付近）とアリスタルコスのーソフトである Syncer の「イメージカラー色情報を抽出する。開発した天体望遠鏡を用ピッカー」を用いて解析する。イメージカラ

いて、2017 年 1 月 12 日 21:23 に撮影した月ーピッカーの以下の 2 つの機能を用いて解析（月齢 13.8）の写真を用いて解析を行った。

を行う；1）画像中の任意のポイントにおいカメラは Canon EOS KissX5 ボディを用いて RGB 表色系での色の組成値を調べることて直焦点撮影を行った。ISO は 100 に設定し、ができる。2）任意の領域に含まれる色を多露光時間は約 1/2 秒（筒先開閉法）とした。

い順に「色」として表現することができる。
色のついた光（原色）を組み合わせて他の色を作り出す方法を加法混合という。RGB は加 法 混 合 の 一 種 で あ り 、 赤 （ Red ）・ 緑（Green）・青（Blue）の 3 色の光を組み合わせることで液晶ディスプレイなどの画像再現を行っている。3 つの光（R・G・B）それぞれに対して 0 から 255 までの 256 段階の数値があり、その 3 つの数値の組み合わせによって画像の色を表現している。数値の大きさそのものは明度を示している。RGB がすべて同じ値の場合は無彩色であり、数値が大きいほど白っぽく、小さいほど黒っぽい。また、R が大きい場合は赤みが、B が大きい場合は図5

月面における測定箇所青みがあることを意味する。RGB 表色系は分かり易い表色系であり、教材として利用する

表1

測定箇所の名称のに適している。なお、表色系については芝①神酒の海田・福江（2008）による解説記事が分かりや②豊穣の海

すいので参照されたい[6]。

③危機の海

まず、イメージカラーピッカーの機能 1）を用いて特定の場所の RGB 表色系の色情報

海を測定する。解析する対象は海が 8 箇所、ク⑦湿りの海定するポイントをそれぞれの箇所についてラ⑧雲の海

ンダムに 7～9 ポイント設定して測定を行っ⑨ラングレヌスた（図 5、表 1）。測定ポイントは海についててはクレーター本体とそのごく近い部分のみ

⑤晴れの海
⑥雨の海

レーター（高地）が 5 箇所である。RGB を測は比較的広範囲に及ぶが、クレーターについ④静かの海⑩アリスタルコス
クレーターを測定の対象とした。プラトーについてはクレーター内部のみを測定対象とした。次に、
2）任意の領域に含まれる色を多い順に「色」
天文教育 2020 年 11 月号（Vol.32 No.6）⑪コペルニクス⑫ティコ⑬プラトー（内部）－12－■ 投稿 ■4. 結果と考察られており、17 世紀のポーランドの天文学者4.1 各測定地点における RGB 値の抽出

ヘ ベ リウ ス は大 黒 海 と 名 付 け た ほ ど で あ る

図 6 に海の、図 7 にクレーターの解析結果[7]。この点は今回の測定結果でプラトー内部を示す。縦軸は明度である。破線はそれぞれの明度が最も小さいことと調和的である。クの測定ポイントの結果を、実線は全ポイント

レーターの解析ではアリスタルコスで B 値がの平均値を示している。

他の地域に比べて大きいことが一見無彩色に海については、測定ポイントごとに明度に見える月面の中でも際立った特徴である。ア

かなりの違いがあることが分かる。これは天リスタルコス周辺は月面でも色彩が豊富であ体望遠鏡で観察してもすぐに気が付くことでることで知られているようで、アリスタルコある。RGB 値はいくつかのパターンに分類でスが青味を帯びていることは古くから指摘さきることが分かった。神酒の海、危機の海、れている[7]。

雨の海、湿りの海は測定ポイントにより差はなお、アリスタルコス付近は一時的な輝き、見られるものの全体としては RGB の値は同ぼやけ、色彩の変化といった TLP（Transientじであり、無彩色型に分類した。豊穣の海とLunar phenomena：月の一時的現象）が最も静かの海は R よりも G，B の方が値が大きい

よく観測される場所とされている。アリスタ

ため、GB 型と分類した。GB 型はやや青っぽ

ルコスは月面で最も明るいクレーターとされい色を呈していることになる。晴れの海は Gている[7]が、明度を比較するとティコの方がが大きいため G 型に、雲の海は G よりも R，アリスタルコスと同じかやや大きい。アリス

B の方が値が大きいため、RB 型と分類した。

タルコスが特に明るく見えるといわれるのは、このような違いが見られたものの、RGB の値周囲が暗い海で囲まれているために、アリスそのものはそれぞれで大きな差はなく、無彩タルコスが際立って明るく見えるということ色に近いと言える。インターネット上では、なのかもしれない。

月面写真を加工して色合いを強調した画像が散見される。それらの画像では豊穣の海と静4.2 色情報の抽出

かの海は青色に、また他の海は赤色となって機能 1）の方法では、特定のスポットの RGBいる。それらの画像を比較すると、豊穣の海値を求めるものであったが、機能 2）では、と静かの海が青っぽいという今回の結果は調一定の領域全体の色情報を抽出できる。抽出

和的であるが、赤色についての情報は得られされた色情報はカラーコードで出力される。

なかった。このあたりが本方法の限界なのか

例えばカラーコードが#a0a488 は RGB（160，もしれない。

164，136）に対応する。雨の海（虹の入江）

クレーターも同様に、ラングレヌスは無彩色型に分類した。アリスタルコスは B が R，とアリスタルコスの抽出結果をそれぞれ図 8、図 9 に示す。

G よりも大きく B 型に、コペルニクスとティ

雨の海（虹の入江）は大部分が濃灰色を占コは G よりも R，B が大きいため RB 型に分めているが、くすんだ緑色や青色も見られ、類できる。プラトー内部は R と G が B より想像以上に多様性があることが分かった。アも大きいため RG 型に分類した。アリスタル

リスタルコスは淡灰色の他に薄い紫色や水色

コスクレーターは青っぽく、プラトー内部はも多数抽出され、機能 1）で得られた結果と赤っぽいことが分かる。プラトーの内部は溶同様にアリスタルコスが青味を帯びているこ岩で埋められているが、内部は暗いことで知とを示す結果となった。

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イメージカラーピッカーを用いた月面の色探し

図6

海における RGB の解析結果

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■ 投

図7

図8

稿 ■

クレーターにおける RGB の解析結果

雨の海（虹の入江）における色の抽出結果
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イメージカラーピッカーを用いた月面の色探し

図9－15－

雨の海（虹の入江）における色の抽出結果

アリスタルコスクレーターの周囲に広がるアあるいは月に衝突した隕石の種類の違いによリスタルコス台地は赤みを帯びていることがるものなのか、その理由を考えるだけでも楽知られている[7]が、実際に調べてみるとピンしい。宇宙風化を受けた時間を反映しているク色も抽出され、アリスタルコス周辺は非常のかもしれない。に色彩に富んでいることがよく分かる。

著者が最も関心があるのはアリスタルコス付近がなぜ青いのかということである。著者
らは、ある特定の鉱物組成を持った母天体由

5. おわりに「月に色はあるのだろうか」という素朴な来の隕石が衝突してその構成物質が撒き散ら疑問から出発した本探究であったが、白黒のされたのではないかと考えている。現在、手世界に見える月面が、実際には様々な色を帯元にある 100 種類の鉱物標本と比較してアリびていることが分かり非常に興味深かった。

スタルコスを構成する鉱物を探る研究を進め同時に、この方法で行える限界も知ることがようとしている。具体的には、よく晴れた太できた。実験がある程度うまくいったのは、

陽高度の高い日に、太陽光で照らされた鉱物色収差のない長焦点反射望遠鏡を用いて、透を反射望遠鏡で撮影して今回と同様の手法を明度の高い冬に大気による減光や分散を受け用いて色を比較することにより鉱物種を絞りにくい高い高度にある月の写真を使用したこ込む研究を進めている。実際にはこの方法でとが大きいと考える。また、身の丈に会ったたどり着ける到達点は高くはないかもしれな

手軽な活動であったことも大きい。屈折望遠

いが、楽しみながら探究を続けていきたい。

鏡を用いたり、透明度や月の高度が低い条件

オンライン上で使用できるイメージカラー下で撮影した月の写真を使用したりした場合ピッカーは非常に扱いやすく、写真をアップは全く異なる結果が得られた可能性もある。

ロードすればカーソル操作だけで解析できる

次の疑問はこの色の違いが何によるのかとので小学生でも十分に行うことができると思いうことである。月面は海が玄武岩質溶岩でう。RGB の説明も液晶画面の説明や身近な例覆われており、クレーターが分布する高地はを挙げながら丁寧に説明を行えばある程度理斜長石で構成されている[7]。玄武岩は黒っぽ屈は理解できると思う。いずれ、今回の探究

く、斜長石は白っぽいことは知っているが、を発展させて、児童や生徒を対象に月の色探色の原因が元素組成の違いによるものなのか、 しを行う授業実践を行ってみたいと考えてい天文教育 2020 年 11 月号（Vol.32 No.6）

－16－■ 投稿 ■る。ICT を使って子どもたちが教科書を超えたどんな発見をするのか、今から楽しみにしている。
文献[1]鏑木良夫（2014）『わかる授業のための予習から入る「先行学習」のススメと授業スキル』，先行学習教育開発研究所[2]川上昭吾（2013）『教えの復権をめざす理科授業』，東洋館出版社[3]えびなみつる （2002）『えびなみつるの完全図解天体望遠鏡を作ろう』， 誠文堂新光社

星野 菜穂子[4]中野英之（2011）教員養成系大学における反射望遠鏡作製実習，地学教育，64(3) ：71-81[5]中野英之（2015）小中学生を対象とした反射望遠鏡作製実習，15：91-94[6]芝田たける・福江純（2008）天体色彩学入門[1]色彩学を用いたサイエンスデザイン
その 1－表色系と xy 色度図と sRGB 規格－，天文教育，20(1)：25[7]白尾元理・佐藤昌三（1987）『図説・月面ガイド』，立風書房

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