人間は何色まで認識できる?人間の目の限界に迫る

人間は何色まで認識することができるのでしょうか

 
バズフィードなどで人気の色に関するテスト。皆さんも、試してみたことがあるのではないでしょうか。 私たち人間は、およそ100万もの色を識別することができると言われています。しかし、このようなテストが示すように、色の微妙な違いを認識する能力には個人差があります。今回は、色覚に関する研究報告を紐解きながら、色を見分ける能力の差が生じる理由をご紹介します。

<目次>  

色というものは存在しない!?

目の前に色があるのではなく、私たちは、人間の目が知覚する光(電磁波)を色として認識します。

目の前に色があるのではなく、私たちは、人間の目が知覚する光(電磁波)を色として認識します。

目を閉じると、私たちは色を見ることができません。目の前に色があるのではなく、色は、人が見ることによって存在します。しかし、目を開いていても、真っ暗闇では、色を見ることはできません。私たちは、人間の目が知覚する光(電磁波)を色として認識します。

太陽の光は電磁波の一種で、波長の違いによって分類されます。人の目が知覚する波長の下界は360~400ナノメートル、上界は760~830ナノメートルとされ、この範囲の波長を「可視光線」と呼びます。電磁波には、可視光線よりも波長の短い紫外線やX線、可視光線よりも波長の長い赤外線やマイクロ波や放射線もありますが、人間は見ることができません。
「可視光線」とは、人間が知覚できる範囲の波長の電磁波のこと

「可視光線」とは、人間が知覚できる範囲の波長の電磁波のこと

「万有引力の法則」などで知られる、イギリスの科学者アイザック・ニュートン(1643~1727年)がプリズムの実験で示したように、可視光線の各波長の色は、波長の短い側から順に、紫、青紫、青、緑、黄、橙、赤を基本の7色に分類されます。これらの色は連続的に移り変わり、美しいグラデーションを描きます。
 

光の違いによって、物体色と光源色に分類される

物体色は、物体の表面から反射された光による「表面色」、ガラスのように透過する光による「透過色」に分類されます。

物体色は、物体の表面から反射された光による「表面色」、ガラスのように透過する光による「透過色」に分類されます。

太陽や照明、ろうそくなどから発せられた光が物体に当たると、特定の波長を反射します。物体の表面から反射された光によって現れる色を「表面色」、ガラスやセロファンのように、光が透過することによって現れる色を「透過色」と呼びます。
イルミネーションやスマホのディスプレイに表示される色は、「光源色」と呼ばれます。

イルミネーションやスマホのディスプレイに表示される色は、「光源色」と呼ばれます。

イルミネーションや花火、スマホやパソコンのディスプレイは色を帯びた光を発しています。これらの色は「光源色」に分類されます。
 

色とは?色彩として人間に識別されるもの

人間の目の網膜には、可視光線を知覚する「錐体」と呼ばれる視細胞(光受容体)があります。

人間の目の網膜には、可視光線を知覚する「錐体」と呼ばれる視細胞(光受容体)があります。

私たちが色を認識するのは、人間の目の網膜に、錐体(すいたい)と呼ばれる視細胞(光受容体)があるからです。人間や霊長類には、3種類の錐体があることから、三色型色覚と呼ばれます。

S錐体(青錐体)は短波長(440ナノメートル)付近の光に、M錐体(緑錐体)は中波長(545ナノメートル)付近の光に、L錐体(赤錐体)は長波長(565ナノメートル)付近の光に高い感度を示します。

錐体が知覚する波長によって、私たちはさまざまな色を認識します。三色型色覚の人々は、およそ100万もの色を識別することができると考えられています。
 

色覚異常の色の見え方

3種類の錐体のうちのどれかが足りなかったり、十分機能しないケースを色覚異常と呼びます。色覚異常者は、隣り合う色の違いが小さく感じられ、判別困難になることがあります。

見分けにくい色の組み合わせは、次のとおり。ただし、色覚異常の種類や本人の自覚によって個人差があります。

■色覚異常者が見分けにくい色の組み合わせ
  • 赤と緑、赤と黒
  • オレンジと黄緑
  • 緑と茶、緑と灰色、緑と黒
  • 青と紫
  • ピンクと白、ピンクと灰色、ピンクと水色
遺伝による先天色覚異常は、日本人男性の約5パーセント、女性の約0.2パーセントの割合を占めており、次のように分類されます。

■色覚異常の程度による分類
  • 1色覚(全色盲):1種類の錐体が備わっている
  • 2色覚(色盲):2種類の錐体が備わっている
  • 異常3色覚(色弱):3種類の錐体が備わっているが、十分に機能しない
■問題となる錐体の種類による分類
  • 1型色覚:L錐体の異常
  • 2型色覚:M錐体の異常
  • 3型色覚:S錐体の異常
1色覚や3型色覚は非常にまれで、先天赤緑色覚異常と呼ばれる、2色覚や異常3色覚、1型色覚や2型色覚が大半を占めています。
 

四色型色覚の可能性

人間など霊長類は三色型色覚、哺乳類は二色型色覚、それ以外の脊椎動物(魚類・両生類・爬虫類・鳥類)の大半は四色型色覚です。生物の進化の過程で、四色型色覚、二色型色覚、三色型色覚へと変化してきたと考えられます。
赤、橙、黄の色相の違いを認識する能力に優れた「四色型色覚」に関する研究が始まっています。

赤、橙、黄の色相の違いを認識する能力に優れた「四色型色覚」に関する研究が始まっています。

近年の研究では、L錐体(赤錐体)とM錐体(緑錐体)の間の波長に高い感度を示す、第四の錐体をもつ人がいる可能性について検討されています。

スーパービジョンとも呼ばれる四色型色覚の人々は、赤とオレンジと黄色の微妙な色合いを認識する能力に優れており、三色型色覚の100倍である、1億もの色を識別することができると考えられています。

四色型色覚は、まだ十分に解明されていませんが、男性よりも女性に多いと言われています。なぜなら、色覚異常と同じように、錐体色素遺伝子の変異が原因ではないかと考えられているからです。
 

色を映し出すスクリーンは「脳」にある

色覚全体の仕組みについても、諸説あり、未だに一つの説に絞られていません。ここでは、有力な学説の概略をご紹介しましょう。

目の網膜の3種類の錐体がとらえた情報は、視神経を通り脳へ伝えられます。色を映し出すスクリーンは、目ではなく、脳にあります。3種類の錐体が知覚した情報は、次の3つの感覚(信号)に変換されます。
  • 赤と緑
  • 黄と青
  • 白と黒
例えば、ミントグリーンは、緑と青と白の感覚が混じり合ったもの、ブラウンは、赤と黄と黒の感覚が合わさったものとして、情報処理されると考えられています。
 

人間が識別できる色の数に限界はある?

色覚の仕組みについて諸説あるように、私たちが識別できる色の数についても、はっきりした答えは出ていません。一般的に、女性のほうが男性よりも識別能力に優れていますが、個人差があります。MRIなどを活用した脳の研究では、男性と女性では、色を見たときの脳の反応が異なることがわかっています。

色識別域に関する研究では、彩度の高い色では色の違いに対する感度が低く、色の違いを識別しにくくなるなど、人が色の違いを識別する能力には、いくつかの特長があることも明らかになっています。
色の違いを見分けるときは、スマホの小さなディスプレイよりも、パソコンの大きなディスプレイのほうが容易です。

色の違いを見分けるときは、スマホの小さなディスプレイよりも、パソコンの大きなディスプレイのほうが容易です。

確実に言えるのは、男女差、個人差に関わらず、隣り合う色を識別する場合、面積が広いほうが狭いよりも容易です。色の違いを見分けるテストは、スマホの小さなディスプレイよりも、パソコンの大きなディスプレイのほうが、高成績が期待されます。

【参考】
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