2026年11月17日(火)13:00~16:10(予定)
芸術工学特別講義 名古屋市立大学芸術工学部

錯視の芸術工学
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北岡明佳(立命館大学総合心理学部)email 配布物 1ページ目 2ページ目 4ページ目


3. 並置混色による色の錯視


本セクションの構成

(1) どういう錯視を扱うのか
(2) 混色と並置混色による色の錯視
(3) オストワルト表色系的並置混色による色の錯視

(1)どういう錯視を扱うのか?

① ムンカー錯視


luminance 0.213

左の画像では、オレンジ色とピンク色の渦巻きがあるように見えるが、同じ色である。右の画像では、水色と黄緑色の渦巻きがあるように見えるが、同じ色である。



luminance 0.500


② 加算的色変換による色の錯視の並置混色表現

錯視的に赤いコーラの缶

このコカ・コーラの缶は赤く見えるが、黒と白の縞模様でできている。

Copyright Akiyoshi Kitaoka 2021 (October 13)


③「色の対比」で片づけられがちな現象


「錯視黄光背のハート」

錯視的黄色がハートの周囲に見える。

Copyright Akiyoshi Kitaoka 2020 (March 28) (uploaded July 10, 2020)




(2)混色と並置混色による色の錯視

まずは、混色の基本から。

混色
(RGBを原色とした加法混色)



継時混色(時間的混色)
(RGBを原色としてそれらを時間的にずらして配置した加法混色)
ゆっくり動く下記動画をクリックすると、速く変化する継時混色のデモ動画が出ます。



並置混色(空間的混色)
(RGBを原色としてそれらを空間的にずらして配置した加法混色)



並置混色の実装

原画(1152 x 864 pixel)


96 x 96 ピクセルを1ブロックとしてダウンサンプリングする(モザイク化)


それぞれのブロックをRGBの3つのサブピクセルに分解し、空間的に配置する(並置混色化)。各サブピクセルは 32 x 96 pixel のブロックとなる。

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各サブピクセルを 4 x 4 pixel のブロックとした並置混色画像


各サブピクセルを 1 x 1 pixel のブロックとした並置混色画像


再掲:各サブピクセルは 32 x 96 pixel のブロックの並置混色画像


上図のRのサブピクセルに100%のシアン色(GとBそれぞれ100%)を、Gのサブピクセルに100%のマゼンタ色(RとBそれぞれ100%)を、Bのサブピクセルに100%の黄色(RとGそれぞれ100%)を加法混色した画像。「CMYを原色とした減法混色の画像」と言いたくなる並置混色画像である。


各サブピクセルを 4 x 4 pixel のブロックとした並置混色画像


各サブピクセルを 1 x 1 pixel のブロックとした並置混色画像


(CMYを原色とした減法混色)



やってみよう。

「並置混色・3サブピクセル」のウェブプログラム



ここで、3つあるサブピクセルのうち2つを統合して1つにして、サブピクセルを2つにします。


再掲・96 x 96 ピクセルを1ブロックとしてダウンサンプリングした画像


それぞれのブロックを2つのサブピクセルに分解し、空間的に配置する(並置混色化)。1つ目のサブピクセルはR、もう1つのサブピクセルはGとBを加法混色した色とする。各サブピクセルは 48 x 96 pixel のブロックとなる。

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各サブピクセルを 4 x 4 pixel のブロックとした並置混色画像


各サブピクセルを 1 x 1 pixel のブロックとした並置混色画像


再掲:各サブピクセルは 48 x 96 pixel のブロックの並置混色画像


上図のRのサブピクセルに100%のシアン色(GとBそれぞれ100%)を、GとBの混色のサブピクセルに100%のRを加法混色した画像。


各サブピクセルを 4 x 4 pixel のブロックとした並置混色画像



さて、以上の準備のもと、色の錯視の話を始めます!


再掲 原画(1152 x 864 pixel)


再掲・96 x 96 ピクセルを1ブロックとしてダウンサンプリングした画像


再掲:各サブピクセルは 48 x 96 pixel のブロックの並置混色画像


上図のRのサブピクセルに100%のシアン色(GとBそれぞれ100%)を加法混色した画像(GとBの混色のサブピクセルには何もしない)


各サブピクセルを 4 x 4 pixel のブロックとした並置混色画像(赤みが見える)


屋根のユニオンジャックのデザイン一部が赤く見える。


拡大すると、赤い色相のピクセルはないことがわかる。赤く見えるのは色の錯視である。



やってみよう。

「並置混色・2サブピクセル」のウェブプログラム


Q その色の錯視は何?

A 加算的色変換による色の対比的錯視です。色の恒常性現象の表れの一種と考えることができます。






RGBのヒストグラムの圧縮・伸展プログラム




「ベタ塗りの色画像生成」のウェブプログラム




sRGB規格におけるRGB値とリニア値(輝度値)の関係


「RGB値の階調値⇔リニア値(輝度値)変換」のウェブプログラム <November 21, 2022>



ムンカー錯視について

黄と青の縞の青部分に赤を乗せるとオレンジ色に見え、黄部分に赤を乗せると赤紫がかって見える。緑を乗せるとそれぞれ黄緑と青緑に見える。高空間周波数図形で錯視量が多い。

Munker, H. (1970) Farbige Gitter, Abbildung auf der Netzhaut und übertragungstheoretische Beschreibung der Farbwahrnehmung. München: Habilitationsschrift.

ムンカー錯視のページ


ムンカー錯視の作り方








台紙 (クリックして高解像度ファイルをダウンロード)



「要素が弁別可能な並置混色で説明するムンカー錯視」

Copyright Akiyoshi Kitaoka 2024 (November 27)




「4種類の色の錯視の作り方」

物理的に同じ色(R=255, G=0, B=127)のハートが錯視によってピンクとオレンジのハートに見える。左から、ムンカー錯視(Munker illusion)、色の土牢錯視(chromatic dungeon illusion)、ドット色錯視(dotted color illusion)、デヴァロイス・デヴァロイス錯視(De Valois-De Valois illusion)である。 上図の高解像度ファイルはこちら(8000 x 3262 pixel, 10MB)。

Copyright Akiyoshi Kitaoka 2009 (June 1)

References

Munker illusion Munker, H. (1970) Farbige Gitter, Abbildung auf der Netzhaut und übertragungstheoretische Beschreibung der Farbwahrnehmung. Habilitationsschrift, Ludwig-Maximilians-Universität, München.
chromatic dungeon illusion For the dungeon illusion: Bressan, P. (2001) Explaining lightness illusions. Perception, 30, 1031-1046.
Kitaoka (2007) http://www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/saishin22e.html
dotted color illusion For the dotted brightness illusion: White, M. (1982) The assimilation-enhancing effect of a dotted surround upon a dotted test region. Perception, 11, 103-106.
Kitaoka (2008) http://www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/color10e.html
De Valois-De Valois illusion De Valois, R. L. and De Valois, K. K. (1988) Spatial Vision. New York: Oxford University Press.


北岡明佳 (2012) 色の錯視いろいろ (4) 簡単で錯視量の多い色相の錯視図形の作り方 日本色彩学会誌, 36(1), 45-46. PDF(スキャンコピー) <配布資料>



(3) オストワルト表色系的並置混色による色の錯視


オストワルト表色系(Ostwald Color System)は、あらゆる色は「白色」「黒色」「純色」の合成比で記述できると考える。本研究においてはこの考え方を並置混色に適用する。並置混色とは、適切な原色を空間的に並列に配置することで視覚的に混色を起こさせ、観察者に豊かなカラー画像を知覚させる手法である。RGBが原色である並置混色が標準的である。一方、本研究の手法では、「白色」「黒色」「純色」が原色である。

Friedrich Wilhelm Ostwald (1853-1932)

Wikipediaに掲載の写真をsRGBオストワルト表色系的な並置混色変換をして得られた画像


こういう画像を作成する技術である。


顔の部分を拡大


本研究が提案するsRGBにおける黒色量(black content)、白色量(white content)、純色量(color content)の定義

black content = 1 - max(Rlinear, Glinear, Blinear)
white content = min(Rlinear, Glinear, Blinear)
color content = max(Rlinear, Glinear, Blinear) - min(Rlinear, Glinear, Blinear)

 black content + white content + color content = 1

階調値をリニア値に変換する式





sRGBオストワルト表色系の色度図の例




オストワルト表色系的並置混色のやり方の説明

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「オストワルト表色系的な並置混色画像」のウェブプログラム


「ダウンサンプリング」のウェブプログラム



明るさの錯視をオストワルト表色系的並置混色変換してみると?

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「画像をクリックして画素の色を表示するプログラム(スポイトツール)」のウェブプログラム



クルマの写真の全画素にシアン色(GとBぞれぞれ100%)を1:1の重みで加算的色変換したもの。赤く知覚されるものは色の錯視あるいは色の恒常性である。

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