絵の具の赤色と青色を混ぜると紫色になる理由を教えてください。

参考文献を探すのがめんどくさいからコメントで。（wikiで十分だと思うけど）
考え方としては絵の具を混ぜると言っても人間の目からは一緒になったように見えるかもしれませんが結局はまだらに成っているだけ。
つまり赤い絵の具はG,Bを吸収しRを反射し続けるし青い絵の具はR,Gを吸収しBを反射し続ける。
よってRとBが反射されるので加法混色により紫色に見える。
光は発光、色は反射だと思えばわかりやすいんじゃないですか？
ちなみに実際にCYMの絵の具を混ぜても黒になりません。茶色になります。理由は分かりません。
なのでプリンタにはK（BLACK)というインクがついています。（ついている物は）

* castiron さん
ご回答ありがとうございます。

>赤い絵の具はG,Bを吸収しRを反射し続けるし
>青い絵の具はR,Gを吸収しBを反射し続ける。
→
　この可能性はあると私も考えていました。
赤と青のタイルを並べて遠くから見たのと同じ感覚ですね。
しかし，この理論を適用した場合，矛盾が生じます。

>ちなみに実際にCYMの絵の具を混ぜても黒になりません。
>茶色になります。理由は分かりません。
→
　矛盾とは，このことです。
もし，加法混色を採用すると，
ＣはＧとＢを，ＹはＲとＧを，ＭはＲとＢを，反射します。
すると，ＲＧＢ全ての色が反射されることとなり，
多少，明度が落ちると予想されるものの白色になると思います。
しかし，実際に得られる色は，黒色です。
（ＣＹＭの混色は茶色だそうですが，話を簡単にするため黒と表記します。）

　ＣＹＭのときは減法混色を適用するのに対し，
絵の具の赤色と青色を混ぜるときは加法混色を採用することに
得心がいきません。

> 明度が落ちると予想されるものの白色になると思います。

白の明度を落すと黒になりますよ．

> 赤と青のタイルを並べて遠くから見たのと同じ感覚ですね。

が正解だと思います．実際，絵の具は，色を反射する物質を顔料として砕いた粒子とその粒子を引っ付ける糊で出来ています．
赤と青を反射する粒子の混合物が紫の絵の具です．

う、書き終わったらcastironさんの回答やpyopyopyoさんのコメントが入ってました…。
オープン分が無駄になってしまったらごめんなさい＞質問者さん

* pyopyopyo さん
ご回答ありがとうございます。

>赤と青を反射する粒子の混合物が紫の絵の具です
→
　とすると，ポイントは粒子の大きさでしょうか？
たとえば，インクジェット式プリンタと絵の具を比較したいと思います。
---
　インクジェット式プリンタで印刷する場合，その粒子は非常に細かいと考えられます。
粒子が細かいと，光は反射されずに吸収されます（←仮定。真偽は不明）。
よって，CYMとも光を反射しないため，CYMの混色は黒くなります。

　対して，絵の具の場合は粒子が粗いと考えられます。
そのため，ミクロレベルで色むらがあり，赤の顔料と青の顔料は独立して存在していると推測されます。
粒子が粗いので，光は吸収されずに反射します（←仮定。真偽は不明）
よって，赤の顔料はＲ光を反射し，青の顔料はＢ光を反射し，結果，紫色となります。
---

　上記で，一応のつじつまは合っているような気はします。
ただ，光の波長は非常に短いです。
ですので，粒子の粗さは大した違いにならないとの印象を受けました。
粒子の粗さが光に干渉しないとすると仮定がくつがえされるので，上記を結論とするのは難しいです。

　みなさんの助言を元に考察を参考に，
---
赤の顔料はＢ光を吸収するが，その吸収率は１００％ではない。
青の顔料もＲ光を吸収するが，その吸収率は１００％ではない。
よって，赤の顔料も何％かはＢ光を反射しているし，青の顔料も何％かはＲ光を反射している。
赤と青の顔料を混ぜた場合は，上記の「何％かの反射」が影響して紫色に見える。
---
という仮説を立てました。
ただ，上記の説だと，混ぜた色は黒っぽい紫になってしまうはずなので，間違いかもしれません。
やはり，信頼のおける参照元を希望いたします。

＞ＣはＧとＢを，ＹはＲとＧを，ＭはＲとＢを，反射します。

なんか、吸収される波長は完全に０になると思い込まれているのでは？


仮に入射功光がRGBの3波長から成る白色と仮定します。
さらにCだけのときのGの反射を15％、Bの反射を15％としましょう。
同様にYだけのときのGの反射を15％、Rの反射を15％、MのR反射を15％、B反射を15％とします。
(絵の具が光を反射する効率はもっと低いはずですが、便宜上、判りやすい値を使います）

CMYを同量混合するとして、反射率もその割合（1/3)で加算されるとします。
RGBのそれぞれの反射は(15%+15%)/3=10%となります。
入射光を100%反射した白色に対して、10%の白、つまりかなり黒ということになります。
（RGBの輝度合計としては30%で、C,M,Yのそれぞれの輝度と変わっていませんが、
入射光より十分暗いグレーということで黒です）


同様に、絵の具の青（RGBの反射割合を5%,5%,25%と仮定）と赤（RGBの反射割合を25%,5%,5%と仮定）
を同量混合し、反射率も1/2の割合で加算されるものとして考えて見ましょう。
（一定面積に青絵の具の成分と赤絵の具の成分が同量存在するということで1/2の割合を使います）
RGBのそれぞれの反射は、Gが(5%+5%)/2=5%、Bが(25%+5%)/2=15%、Rが(5%+25%)/2=15%
まあ、この配分なら紫でしょう。輝度合計としては35%で元の赤や青と変わっていません。

自然の白色光って3原色だけじゃなくてあらゆる波長が含まれていると考えますので、
RGBだけ考える上の計算も、便宜上のものということで了解ください。

* dungeon-master さん
ご回答ありがとうございます。
やっと，理解できました。

>なんか、吸収される波長は完全に０になると思い込まれているのでは？
→
　そのとおりでした。
この思い込みがあったために「色を混ぜても，吸収率は減衰しないと勘違いしてしまいました。
根本の理論である「混色しても光の吸収率は減衰しない」が間違っていれば，
減法混色と加法混色の計算で差が出るのは当たり前ですね。

すっきりしました。

皆様，ご回答ありがとうございました。
直接，疑問を解決してくださったのは dungeon-master さんでした。
ですので，dungeon-master さんに 1,000pt を送付いたします。
また，尽力を頂いた castiron さんと hokuraku さんへは，少ないですが 4/5 の 800pt を送付いたします。
コメントを頂いた pyopyopyo さんへは，100pt 送付いたします。

以上，ありがとうございました。

おはようございます。解決したようで何よりです。

なるほど、減法混色について、赤透明の下敷きと青透明の下敷きを重ねて光を透かして見たようなイメージを持ってらしたんですね。

　　赤透明　青透明
Ｒ→→｜Ｒ→→｜Ｘ
Ｇ→→｜Ｘ　　｜Ｘ　　＞観察者
Ｂ→→｜Ｘ　　｜Ｘ


ちなみに
＞私の理論は「ＣＹＭの混色は黒である」を原点としています。
については
＞ちなみに絵の具を混ぜると各色の面積が減ることにより、
＞反射光の光量が減り明度が落ちていく、つまり色が暗くなっていきます。
で説明していたつもりでした。説明不足だったようで申し訳ありません。

それにしてもみなさん、夜更かしさんなんですね(^^;

こんな楽しそうな質問があったんですね〜。
乗り遅れてしまって残念…(u_u)o

　以前、｢はてな｣で紫色について書きましたが、皆さん中々理解してもらえないようです。

1) 物質はある特定波長の光を吸収する。--> 従って、赤色物質は、青緑の光のみを吸収している。
＜赤以外の全ての色ではないのです＞
2) 一般に物質の色とはその補色を吸収する物を指す。
＜補色：http://www.docodemoi.com/web_3/post_36.html＞
＜http://www.ecosci.jp/i/vis00.html＞
====================================================
◎吸収光の色と観察される色の関係
吸収光波長/nm 吸収光の色 観察される色(補色，余色)
400～435 紫　 緑黄
435～480 青　 黄
480～490 緑青 橙
490～500 青緑 赤
500～560 緑　 赤紫
560～580 黄緑 紫
580～595 黄　 青
595～610 橙　 緑青
610～750 赤 　青緑
750～800 紫赤 緑
※「新染色加工講座3」，p.112，共立出版(1972)
====================================================

3) 青は黄色の補色である。
　
4) 青緑色を吸収する絵の具と黄色を吸収する絵の具を混ぜると、黄色から緑色までを吸収することになり、人間は黄緑色が吸収されているとしか見えないため、その補色である紫色と勘違いする。

5)　すなわち、黄色(補色；青)と緑(補色；赤)を吸収するので、

　　　　　　　黄色＋緑＝黄緑の補色ー＞紫色にみえる。
　
　
　
なお、色は分子を構成している多数の電子から構成された分子軌道を持っており、この分子軌道が量子化されているため、

｢物質はある特定波長の光を吸収する｣
　　　　　　　　　　　　　　　　　事になります。

詳しくは量子化学と光吸収波長について勉強して下さい。

以下、参考書：基礎量子化学/共立出版　2002年8月
http://item.rakuten.co.jp/book/1475652/

* hkrhr1 さん
コメント，何度か拝見しております。

>1) 物質はある特定波長の光を吸収する。--> 従って、赤色物質は、青緑の光のみを吸収している。
>＜赤以外の全ての色ではないのです＞
→
　どこかのコメントでも同じことをおっしゃっていた記憶があるのですが，
「赤色の物質は，赤色以外の光も反射している」と主張されているように見えます。
昔に拝見したときは「可視光外の光を指しているのだろう」と思いましたが，いかがですか？
可視光域内で赤色以外の色を反射しているとすれば，その物質は赤くないと思います。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
>4) 青緑色を吸収する絵の具と黄色を吸収する絵の具を混ぜると、黄色から緑色までを吸収することになり、
>人間は黄緑色が吸収されているとしか見えないため、その補色である紫色と勘違いする。
→
　これについても，特に補色について議論する必要はないと感じました。
そもそも「色」とは，目にある錐状細胞が興奮することで認識していると思っています。
紫色で言えば「波長が 400 [nm] あたりの光を受けたときにおける錐状細胞の興奮と同様の興奮が再現されれば，
脳はその光を紫色と認識する」でよいのではないでしょうか？
赤＋青の光が紫に見えるのは，波長 400 [nm] の光を受けたときと同じ興奮が発生するためだと認識しています。

大量ポイントありがとうございます。

＞この思い込みがあったために「色を混ぜても，吸収率は減衰しないと勘違いしてしまいました。

余計混乱しそうなので最初のコメントには書かなかったのですが、
hokurakuさんも示されているように、重ねた色付き透明下敷きや色セロファンなどを
透過してきた光を見るケースが該当します。

例えば赤セロファンと青セロファンを重ねた場合を考えて見ます。
赤は、便宜上RGBの透過率80%,40%,40%と仮定します、同様に青は40%,40%,80%とします。
これらの赤と青のセロファンを重ねたとき合成されるRGBの透過率を計算すると、
0.8*0.4,0.4*0.4,0.4*0.8=32%,16%,32%　となります。
暗い紫（輝度合計は１枚を透過した場合の半分）になります。

絵の具を混ぜたケースでは反射率を平均値で求めましたが、
上の透過率の計算は平均値ではなく、乗算となっているのがポイントです。

＊calotocenさんへ
→どこかのコメントでも同じことをおっしゃっていた記憶があるのですが，
「赤色の物質は，赤色以外の光も反射している」と主張されているように見えます。
昔に拝見したときは「可視光外の光を指しているのだろう」と思いましたが，いかがですか？
可視光域内で赤色以外の色を反射しているとすれば，その物質は赤くないと思います。
　
　だから、それが間違いなんです。　

　赤い絵の具は、緑色光のみを吸収する物質なのです。
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
=　赤・黄・青など多くの波長領域の光を反射しています。


→これについても，特に補色について議論する必要はないと感じました。

　いいえ、＜＜補色こそ最も大事な事＞＞なのですよ。

すこしは、コメントで示したurlページをみて勉強してもらえないですかね。もう一度、ここに示しますから、読んでから反論してください。

＜補色：http://www.docodemoi.com/web_3/post_36.html＞

＜http://www.ecosci.jp/i/vis00.html＞の一部抜粋を下記する
====================================================
◎吸収光の色と観察される色の関係
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

吸収光波長(nm) | 吸収光の色 | 観察される色(補色，余色)
400～435 紫　 緑黄 ^^^^^^^^^
435～480 青 　 黄
480～490 緑青 橙
490～500 青緑 赤
500～560 緑 　 赤紫
560～580 黄緑 紫
580～595 黄 　 青
595～610 橙 　 緑青
610～750 赤 　青緑
750～800 紫赤 緑
====================================================
※以上は、書籍「新染色加工講座3」，p.112，共立出版(1972)
から抜粋したもの。
　
　上の表を見て下さい。
　
＞ 紫を吸収する物は黄緑色
＞ 青を吸収する物は黄色
　　　　　　　　　　　　など、
ちゃんと書いてあるでしょう？
　
　上記の文献に疑問があるのなら、まじめに「新染色加工講座3」を読んで下さい。その後で反論して下さい。反論できるのなら、それは新しい理論なので、NatureやScienceといった専門誌に投稿できますよ。
　
　
＜最後に＞
赤以外の全てに光を吸収する物質とはどんなものでしょう？。光は、赤外線(800nm以上)、可視光(400～800nm)、紫外線(20～400nm)と巾が広いのですよ。赤＝610～750nm以外の全ての光(20～610nm、750nm以上全て)を吸収する物質がある方がおかしいと感じませんか？
　化学で、共役ジエン(ブタジエンなど)は、210nmに吸収があるとか、ベンゼンには200nm付近に強い吸収があり、253nmに弱い吸収があると習いませんでしたか？　そうです、物質は一つあるいはいくつかの特定波長の光を吸収する事ができるのです。
　
　数多くある地球上の物質の中で、色を持つ(=特定波長の可視光を吸収する)ものはそのごく一部である事はご存知でしょうね。
　例えば、空気(窒素、酸素、CO2(炭酸ガス)などからなる）、水、海水(Na＋を始め多くのイオンを含んでいる)でも透明ですよ。ガラス、紙(=セルロース；着色は可能)、綿、ナイロンなどの合成繊維、PETボトル、ポリエチレンの袋、多くの蛋白(卵白、プロテインパウダー)、砂糖、塩、小麦・米等のでんぷん、脂肪．．．きりが無いですね。葉緑素が無ければ、多くの植物も白いですよ(例えば根の部分)。ダイヤモンド、水晶(鉱物)なども純粋なものは白色透明です。
　どれも可視光を吸収できないのです。なぜそうなのですか？。にもかかわらず、＜610～750nm以外の全ての光＞を吸収する物質があると、まだ、主張されるのですか？。
　
もう一つのキーワードは＜量子化＞です。参考書：[基礎量子化学/共立出版　2002年8月]を勉強して下さい。
http://item.rakuten.co.jp/book/1475652/
　
＜量子化＞と言う言葉の意味さえ分かれば良いのです。物質の中の電子は、連続したエネルギー値を持つ事は出来ないのですよ。飛び飛びなのです。
　
　

* hkrhr1 さん
→
　理解しました。
－－－
(1) 黄緑色を吸収する物質Ａがある
(2) 物質Ａは，黄緑色以外の光を全て反射する
(3) 反射光は人間の目に入り，受光器を刺激する（ＲＧＢ全てを刺激する）
(4) が，ほとんどの色は補色で相殺されて無彩色と認識される
(5) しかし，赤色については補色が存在しない（物質Ａに吸収されているから）
(6) ゆえに，黄緑色を吸収する物質は赤く見える
－－－
ですね。

　私は，hkrhr1 さんの回答を，
「黄緑色を吸収する物質は，紫色に見えた。だから，黄緑色を吸収する物質は紫色に見える」と
とらえたので齟齬が生じました。
失礼しました。

　calotocenさん、そう、おっしゃるとおり何です。
やっと理解して頂けましたか。

　ちなみに人間の目は混じってしまった複数の着色物質の色や、極間近にある複数の色(発光色の場合も含め)、はその１つ１つを識別できず、それらが混じって出来た色として認識してしまうんですよね。そう、もっとも反対色である補色関係にある青と黄色が同等に混じると、灰色になっちゃうんですから、かなりいい加減です。
　
　色パレットは色々なソフトに組み込まれていますから、RGB、HSL、CMYKなどで色を作ると結構面白いですよね。なかでも、HSLはいいですよ。是非試してみて下さい。

理論上も色材絵の具の赤色と青［藍］色を半々で混ぜたら、
　　　　　　　　　　　　　　マゼラン［赤紫／紅］色になります。
黒色にさせるには、
　赤色と青［藍］色では無く、青緑（cyan）色の緑色を含んだ青色又は、青味が勝った緑色の
シアン［青緑／空・水］色を選択させなければいけません！

質問自体の時点で、間違えておりました。
尚、２色の絵の具を混ぜて、黒にさせるには、補色関係で180°の開きが絶対条件であります。
尚、その補色関係の色を、混ぜ合せる際に、

シアン［青緑／空・水］色　の色材量１に対して、　　　赤色　　の色材量２
　　　　　黄色　　　　の　　色材量１に対して、　青［藍］色　の色材量２
マゼラン［赤紫／紅］色　　の色材量１に対して、　　　緑色　　の色材量２　　を

その分量比で、それぞれ、混ぜ合せる事で、漆喰の黒色を創る事ができるのです。