2009/10/29、11/05
田山 忠行

 大きさ（loudness）• 物理的な強さに対する主観値。
• 振幅の高さが対応する。
• 単位：音圧レベル（デシベル（dB））
 高さ（pitch）• 物理的な高さに対する主観値。
• 振幅の幅が対応する。
• 単位：周波数（ヘルツ（Hz））
 音色（timbre）• 物理的な音の複雑さに対する概念。
• 倍音の数と強さによって作り出される。

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co
mmons/6/6d/Sine_waves_different_freq
uencies.svg

 等感曲線 様々な周波数に対して、同じ大きさに聴こえる大きさをプロットした曲線。
 加齢により、高周波の聞こえが悪くなる。

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Lindos1.svg

具体的な生活音の大きさ（dB）
dB

音源
140 ジェット機の離陸
120 大きな雷の音、ロックコンサートなど
100 交通量の多い通り、地下鉄の騒音、工事のドリルなど
80 工場の騒音、ヘアドライヤー、掃除機など
60 ふつうの会話
40 静かなオフィスなど
20 ささやき、木の葉ずれの音など
0 可聴閾 音の高さは、どのように認識されるのか
 時間説：
 神経のインパルスの発火頻度が周波数に対応すると考察。
• ラザフォードの時間説（1886）、ウェーバーの斉射説（1949）：
 神経の発火頻度は1000Hz（1秒に1000回振動）が限界。
一方人間の可聴閾は20kHzまである。
 斉射説：→複数のインパルスを組み合わせれば1000Hz以上の音も聞くことができる。
 しかし、それでも4000Hzが限界・・・。
 ただし、低周波の音に関しては説明が可能 場所説• ヘルムホルツ（1800年代）「蝸牛の場所によって音の高さが決まる」とした。蝸牛の手前側は高周波、奥に行くに従って低周波にと、反応する場所が分かれているとした。
• ベケシーの進行波説（1960）「蝸牛の基底膜は振幅を機械的に進行波に変換し、音の高さによって振幅の最大になる場所が決まる」とした。
図表参照：http://openlearn.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=263156


50Hz以下の低周波に関して説明が難しい 共鳴説• デュバルニー
周波数は共鳴によって力学的に符号化され、音の高さに変えられる。

 暗順応• 暗いところでもだんだんと見えてくること。
• グラフが不連続になっている左側は錐体、右側は桿体が働いている。
光覚閾
40

暗順応時間10分

 可視光は380nm~780nm
 上の曲線が錐体視＝明所視＝中心視 下の曲線が桿体視＝暗所視＝周辺視

相対エ
ネ
ル
ギー
水準

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spectrum4websiteEval.png

錐体桿体

500550波長先ほどの光覚閾の図を上下反対にすると、以下のような波長と視感度のグラフになる。
 桿体視では650nm以上の赤光は感じられず、錐体で感じられる。
 プルキニエ現象• 感度のピークが明⇔暗でずれることからみられる現象。暗所視から薄明視にかけて、青や緑色が相対的に鮮明に見える。
511nm

感度

554nm

650nm

桿体錐体

http://commons.wikimedia.org/wiki/Fil
e:Spectrum4websiteEval.png

波長 マッハバンド
 白から黒のグラデーションを見るとき、ある場所に帯のようなもの（バンド）を見てしまう現象。変化の部分を強調するように見える。
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/
Mach_band.svg

実際の輝度



見え方

ヘルマン格子十字路を周辺視で見ると黒い丸が見える 色相弁別閾： 一定、一様でない。特定の波長で感度が高い。
 人間は2nm程度の色の違いを識別できる。
 カラーゾーン 赤・緑 →中心、狭い範囲
 黄・青 →周辺、やや広い範囲 色 光が物体に反射し、その反射光を眼で見ることで生じる。
 Newtonの実験• 太陽光をプリズムに通し、７つの分光色を見いだした。
• この７色光を混色すると、白色の光になる。
• 赤、橙、黄、緑、青、藍、菫（菫は紫と混同されるが、紫ではない）• 混色について：• 分光した２色を混色すると、２色の間の分光色になる。（２色の空間的位置が近い場合、赤+黄→橙など）• 分光した２色を混色すると、紫色になる。（２色の空間的位置が遠い場合、赤+青→紫など）

 補色（complement color）• ２つの分色光のうち、スペクトル上で適度に離れており、混色をすると灰色になる２色を補色という。
 色相環（色彩環、色円）• 混色、補色の観察から、スペクトルの色を円に沿って並べ、とくに補色が円の中心に対し対称の位置にあるように並べたもの。
• 色相環では彩度と色相しか表せられない。
彩度、色相、明度を図式化したものが色立体。
• 彩度、色相、明度を色の３属性という。

 色相（hue）• 波長による色の見方の根元。
 彩度（saturation, chroma）• 白色光を混ぜると彩度は低下する。
• 色相環の円に沿う部分は彩度が高い。
 明度（brightness）• 色の明るさ。
• 色相環では表現できない。

明度彩度色相 加法混色• 光の混色。
• 色を重ねるほど明るくなる。混合色の（光の）強度は、各成分色の（光の）強度の和に等しい。
• 加法混色の３原色は、赤、緑、青。
• 例：スポットライトの重なり 減法混色• 色を重ねるほど暗くなる。
• 減法混色の３原色は、シアン、黄、マジェンタ。
• 例：カラー印刷、カラー写真

 色料混色• 減法混色に近いが、厳密にいうと加法混色も含まれる。
• 例：絵の具
 中間混色• 継時的加法混色

いくつかの光を継時的に照射すると得られる混色。

• 並置的加法混色• 小さな色点を空間的に隣接させて配置パターンをみる
主な用途：点描画、カラーテレビ


グランド・ジャッド島の日曜日の午後
Georges Seurat（France, 1859-91）
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Georges_Seurat_031.jpg

 順応（adaptation）• 外部の環境の変化に応じて適応すること。
• 感覚に関しては、感覚的機能が低下することも順応という。
• 例：サングラス、全体野（ピンポン球）
 残像• エンメルトの法則• 大きさは投射面までの距離に比例する。
• 残像を見ているときに、スクリーンに近づいたり遠ざかったりすると、スクリーンに対する像の大きさが変化する。

• マッカロー効果• 方位に随伴した色残像。
• 感覚を超えた記憶的な現象である可能性もある。（５分の順応で１ヶ月持続することも。）

 エンメルトの法則

 エンメルトの法則



目を近づける →像が小さくなる
目を遠ざける →像が大きくなる マッカロー効果 マッカロー効果 マッカロー効果 対比
 同時対比に関する法則(Kirschmanの法則)
1. 誘導領域に対して検査領域が小さいほど色対比は大きい。
2. 対象同士の距離が離れると、色対比は小さくなる。
3. 色対比は明るさ対比が最小のときに最大になる。（？）
4. 色対比は誘導領域が大きいほど顕著に現れる。
5. 彩度が高いほど色対比は大きい。

明暗対比

色相対比彩度対比 同化（Helson,1963）
1.検査領域は細い部分からなり、その間隔が狭いときには同化が、広いときには対比が生じやすい。
2.線分と背景の輝度差が小さいと同化が生じやすい。
3.実験を繰り返すと、同化はおこりにくくなる。
視野全体を見ると、同化は強まり、部分の集合としてみると同化は弱まる。

明暗色相彩度全色盲、及び全色弱・・・一色型色覚
第１色覚障害（赤に弱い）• 第１色盲・・・２色型第１色覚（protanopia）• 第１色弱・・・障害３色型１色覚（protanomalia）
3. 第２色覚障害（緑に弱い）• 第２色盲・・・２色型第２色覚（deuteranopia）• 第２色弱・・・障害３色型２色覚（deuteranomalia）
4. 第３色覚障害（青に弱い）• 第３色盲・・・２色型第３色覚（triteranopia）• 第３色弱・・・障害３色型３色覚（triteranomalia）
1.
2.

※多くは先天的に発症する。遺伝的に男性の方が発症しやすい。

スペクトルの黄色
Test light

混色の黄色
Mixture light

赤や緑に弱い人は、左右の黄色が普通の人と同じようにマッチできない。

 Yung（ヤング）の３原色説• 色空間は、３角形の形をしている。（色相環の否定。）
その頂点は、赤、緑、青。
• 光は波動であり、網膜には一定の振動数に反応する３種類の神経がある。その３種類が、赤、緑、青で、すべての色はその混色で生じる。

 Helmholtz（ヘルムホルツ）の３原色説• ヤングとミューラーの説を組み合わせた。
• 神経の発火の仕方で色の見えを説明。
• 1900年代に、生理学的な裏付けを得る。

 Hering（ヘリング）の反対色説• 心理的（現象的）側面を重視した理論。
• 原色は、赤、緑、青、黄の４つ。
• 網膜には３種類の光化学物質があると仮定する。
赤-緑物質、黄-青物質、白-黒物質
これらが、光を受けて合成・分解が行われ、様々な色として感じられる。
赤光 → 赤-緑物質が分解される →赤
緑光 → 赤-緑物質が合成される →緑
今日では，物質の合成と分解に代わって，神経の興奮と抑制という用語で説明されている。


 段階説
• 網膜の初期段階では３原色説 →のちに反対色説というように、段階で異なる処理がなされていると考える説