私たちがスマートフォンやデジタルカメラで撮影した写真が、現実の色を忠実に再現できるのは、光の性質と人間の視覚の仕組みを応用した高度な技術によるものです。以下に、その科学的な仕組みをわかりやすく解説します。
Contents
1. 光と色の基本：RGBの原理
光はさまざまな波長を持ち、それぞれが異なる色として認識されます。カメラはこの光を「赤（Red）」「緑（Green）」「青（Blue）」の3つの基本色（RGB）に分解して捉えます。これは人間の目の仕組みと似ており、私たちの網膜にはRGBに対応する視細胞があり、脳がこれらの情報を組み合わせて多様な色を認識しています。
デジタルカメラでも同様に、RGBの3色を組み合わせて色を再現しています。 Canon Global
2. カメラの「目」：イメージセンサー
カメラの中には「イメージセンサー」と呼ばれる部品があり、これがカメラの「目」として機能します。センサーは、レンズを通して入ってきた光を電気信号に変換し、その信号をもとに画像を生成します。明るい部分では多くの光を捉え、暗い部分では少ない光を捉えることで、明暗の情報を記録します。
センサーは光の強さを数値化して記録し、画像として再現します。
3. 色を識別する：カラーフィルターの役割
イメージセンサーの前には「カラーフィルターアレイ（CFA）」が配置されており、これがRGBの各色の光だけを通す役割を果たします。例えば、赤のフィルターは赤い光だけを通し、他の色の光は遮断します。このようにして、センサーは各色の光の強さを個別に測定し、それらのデータを組み合わせてフルカラーの画像を再現します。
この仕組みにより、カメラは現実の色を正確に捉えることができます。
4. 色の調整：ホワイトバランスと画像処理
撮影環境の光源（太陽光、蛍光灯、白熱灯など）によって、写真の色味が変わることがあります。これを補正するのが「ホワイトバランス」です。ホワイトバランスは、白い物体が白く写るように色のバランスを調整し、自然な色合いを再現します。note（ノート）
また、カメラには「画像処理エンジン」が搭載されており、撮影した画像データを解析して、色の鮮やかさや明るさを調整します。これにより、よりリアルで美しい写真が得られます。
ホワイトバランスの調整により、白いものを白く撮像することが可能になります。 TIER IV, Inc.
まとめ
カメラが現実の色をそのまま写せるのは、以下の技術が連携して働いているからです：
- RGBの光を分解して捉える仕組み
- イメージセンサーによる光の電気信号への変換
- カラーフィルターによる色の識別
- ホワイトバランスと画像処理エンジンによる色の調整
これらの技術が組み合わさることで、私たちは現実の色を忠実に再現した美しい写真を撮影することができるのです。
参考文献
- キヤノン：技術のご紹介 | サイエンスラボ 写真 – Canon Global
- イメージセンサーの機能概要とシャッター方式 | TIER IV, Inc.Canon GlobalTIER IV, Inc.+1Medium+1
