写真のしくみ ㊲ 画面と紙で写真の色が変わるわけ

写真を撮った。よく撮れた。さあ、誰かに見せたい。

そのとき写真は、スマホの画面に映るか、紙にプリントされるか、どちらかの姿をとります。画面で見た写真と、プリントした写真。同じデータのはずなのに、色がちょっと違って見えたことはありませんか。「あれ、画面ではもっと鮮やかだったのに」「プリントしたら暗くなった」。これは気のせいではありません。画面と紙では、色をつくるしくみそのものが根本的に違うからです。

今回は、ディスプレイとプリンターがそれぞれどうやって色をつくっているのかをのぞいてみましょう。そして、なぜ画面と紙で色がずれるのか、その理由をつきとめます。

画面の中の小さな光たち

スマホやパソコンの画面を、虫めがねでぐーっと拡大してみたことはありますか。やってみると、びっくりする光景が広がっています。画面は、ものすごく小さな光の粒でびっしり埋め尽くされているのです。

この粒のひとつひとつを ピクセル（画素）と呼びます。そしてピクセルをさらに拡大すると、赤（R）・緑（G）・青（B） の3つの小さな光に分かれていることがわかります。これを サブピクセル といいます。

赤・緑・青。この3色には特別な力があります。この3つの光を混ぜ合わせると、人間の目にはほとんどあらゆる色に見えるのです。赤と緑を同じくらいの強さで混ぜると黄色に見えます。緑と青を混ぜるとシアン（水色っぽい色）になります。赤と青でマゼンタ（赤紫っぽい色）。そして3色を全部同じ強さで混ぜると、白く見えます。

これが 加法混色（かほうこんしょく）というしくみです。光を「足していく」と明るくなり、最終的に白に近づきます。絵の具を混ぜるとだんだん暗く濁っていくのとは正反対ですね。ディスプレイは、この加法混色の原理で動いています。

ひとつひとつのサブピクセルは、明るさを細かく調整できます。たとえば「赤を強く、緑をちょっとだけ、青はゼロ」にすれば、目にはオレンジ色に見えます。こうやって何百万、何千万というピクセルが、それぞれ別々の色を光らせることで、画面いっぱいの写真や動画が映し出されます。テレビもスマホもパソコンのモニターも、基本のしくみはこれと同じです。

液晶と有機EL、光り方がまるで違う

ディスプレイには色々な種類がありますが、いま身のまわりでよく目にするのは 液晶（LCD） と 有機EL（OLED） の2つです。どちらもRGBのサブピクセルで色をつくる点では同じですが、光のつくりかたがまるで違います。

液晶ディスプレイ（LCD）

液晶ディスプレイの裏側には、画面全体を照らす光源があります。これを バックライト と呼びます。バックライトはいつも白い光を出し続けていて、その前に「液晶」という物質の層と「カラーフィルター」が置かれています。

液晶というのは、固体と液体の両方の性質をあわせ持つ、不思議な物質です。結晶のように分子がある方向にそろう秩序がありながら、液体のように流れることもできます。電圧をかけると分子の向きが変わり、光の通りかたが変化します。つまり液晶は、光を通したり遮ったりする「シャッター」の役割を果たしているのです。このシャッターの開き具合を調整し、さらにカラーフィルターを通すことで、赤・緑・青それぞれの明るさが決まります。

たとえると、液晶ディスプレイは ステンドグラスの窓 に近いものです。後ろから太陽光（バックライト）が差し込んでいて、色ガラス（カラーフィルター）を通った光が色として見えます。ガラスに手をかざして光を遮れば暗くなり、手をどければ明るくなります。ただし、完全に光をゼロにするのは難しい。窓の隙間からどうしても少し光がもれるように、液晶も黒を表示しているつもりでも、バックライトの光がわずかに透けてしまいます。だから液晶の「黒」は、よく見ると真っ黒ではなく少しだけ灰色っぽいのです。

有機ELディスプレイ（OLED）

有機ELは、液晶とはまったく違うアプローチをとります。バックライトは存在しません。ピクセルひとつひとつが 自分で光る のです。

「有機EL」の「有機」とは、炭素を骨格にもつ化合物のことです。有機ELでは、この有機化合物の薄い膜に電気を流すと、膜そのものが光を放ちます。つまり、サブピクセルのひとつひとつが自力で光る小さなランプのようなものです。

この方式の最大の強みは 黒の表現 にあります。黒を出したい部分は、そのピクセルの電気を切ってしまえばいい。光源がオフになるのだから、そこには本当に光がない。つまり 完全な黒 です。液晶のように「バックライトが少し透ける」ということがないので、暗いシーンの表現力は有機ELが圧倒的に優れています。暗闇の中に星がぽつぽつ光るような写真や、夜景の写真は、有機ELディスプレイで見ると息をのむほど美しいですよ。

また、バックライトという分厚い部品がいらないので、有機ELパネルは非常に薄くつくれます。曲げたり折りたたんだりできるディスプレイが登場しているのも、有機ELだからこそです。

ただし、有機ELにも弱点はあります。有機化合物は長い時間使い続けると徐々に劣化する性質があるため、同じ画像をずっと表示し続けると「焼き付き」が起きることがあります。また、液晶に比べて製造コストが高いという課題もあります。

ディスプレイによって「出せる色」が違う

ここで大事なことをひとつ。世の中のディスプレイは、みんな同じ色が出せるわけではありません。

ある色を見せたいとき、ディスプレイAでは鮮やかに表示できるのに、ディスプレイBでは少しくすんで見える。そんなことが実際に起きます。これは「色域」（しきいき）の違いによるものです。

色域 とは、そのディスプレイが表示できる色の範囲のことです。たとえるなら「色のパレット」の大きさ。大きなパレットを持っているディスプレイは、より多くの色を表示できます。小さなパレットだと、パレットの外にある鮮やかな色は近似的な色で代用するしかありません。

代表的な色域の規格をいくつか見てみましょう。

• sRGB は、1990年代にパソコンやインターネットの世界で広く使われることを想定して策定された国際標準です。ほとんどのウェブサイト、ほとんどのスマホの写真はこの色域を基準にしています。いわば「みんなが共通で持っている基本のパレット」です。
• Adobe RGB は、sRGBよりも広い色域を持つ規格です。CIE色度図上の面積で比較すると、sRGBのおよそ1.5倍の色域をカバーします。特に緑からシアン（青緑）にかけての鮮やかな色の再現に強く、プロの写真家や印刷に関わる人がよく使います。
• DCI-P3 は、もともとデジタルシネマ（映画館の映写機）のために作られた規格です。sRGBより赤やオレンジが鮮やかに出せます。最近のスマホやタブレット、高性能なモニターはこの色域に対応しているものが増えてきました。

写真にとって、これはけっこう大事な話です。自分のカメラで撮った写真が持つ色の情報と、それを表示するディスプレイの色域が合っていなければ、撮影者の意図した色が正確に見えません。逆に言えば、広い色域を持つディスプレイで見ると、写真のポテンシャルをより引き出せるということでもあります。

紙に色をのせる プリンターの技

さて、画面の話を離れて、今度は「紙に写真を印刷する」という世界に足を踏み入れてみましょう。

家庭用のインクジェットプリンターを開けたことがある人は、中にインクのカートリッジが並んでいるのを見たことがあるでしょう。たいていは シアン（C）・マゼンタ（M）・イエロー（Y）・ブラック（K） の4色。これを略して CMYK と呼びます。ちなみにブラックがBではなくKなのは、Blue（青）と紛らわしいからとか、印刷業界で黒いインクの版を「キープレート（Key Plate）」と呼んだからとか、諸説あります。

インクジェットプリンターは、これらのインクをものすごく細かい粒（液滴）にして、紙の上に吹き付けます。その粒の大きさは、ものによっては数ピコリットル。ピコリットルというのは1リットルの1兆分の1です。もう想像もつかないくらい小さいですよね。この極小の粒が紙の上に何百万個、何千万個と正確に配置されて、写真が姿を現します。

ここで面白いのは、色の混ぜかたがディスプレイとは逆だということです。

ディスプレイは光を足していく「加法混色」でした。一方、インクは光を引いていきます。白い紙に当たった光のうち、インクがある部分は特定の色の光を吸収します。シアンのインクは赤い光を吸収し、マゼンタのインクは緑の光を吸収し、イエローのインクは青い光を吸収します。吸収されなかった光が目に届いて、私たちはそれを「色」として見ているのです。

この方式を 減法混色（げんぽうこんしょく）といいます。インクを重ねれば重ねるほど、吸収される光が増えて暗くなっていきます。理論上はシアン・マゼンタ・イエローの3色を全部重ねれば黒になるはずですが、実際にはインクの純度の問題で、きれいな黒にはならず濁った暗褐色のようになります。だからブラック（K）のインクを別に用意して、くっきりした黒を出しているわけです。

高品質な写真プリンターでは、基本の4色に加えて、ライトシアン、ライトマゼンタ、グレーといった薄い色のインクも使います。なぜかというと、空のグラデーションや肌の色など微妙な階調を滑らかに再現するためです。濃いインクだけだと、薄い部分にドットのつぶつぶが目立ってしまいます。薄いインクを使えば、ドットが見えにくくなり、写真がずっとなめらかに仕上がります。

画面と紙で色が合わないのはなぜ？

ここまで読めば、もう答えが見えてきたかもしれません。ディスプレイとプリンターは、色のつくりかたそのものがまるで違います。片方は光を足し、もう片方は光を引く。これが、同じ写真データでも画面と紙で色が違って見える根本的な原因です。

整理してみましょう。

• ディスプレイは 自分で光を出す 装置です。暗い部屋でも画面はまぶしいくらいに光ります。RGBの光を加法混色して、明るく鮮やかな色をつくれます。
• プリントは 光を反射する メディアです。紙そのものは光りません。部屋の照明や太陽の光が紙に当たり、インクに吸収されなかった光が反射して目に届きます。だから、どんなに頑張っても、プリントの最大の明るさは「紙が反射できる光の量」に制限されます。

ディスプレイは真っ暗な背景にまぶしい光を置けます。プリントの白は、あくまで紙の白です。ディスプレイのコントラスト（明暗の差）には、紙はどうしてもかないません。

さらに、色域の違いもあります。RGBの加法混色で表現できる色の範囲と、CMYKの減法混色で表現できる色の範囲は、重なっている部分もありますが、ずれている部分もあります。特に、画面上で鮮やかに光る青や緑は、CMYKインクでは完全には再現できないことが多いのです。逆に、印刷でしか出せない深みのある色もわずかにあります。

つまり、画面と紙で色がずれるのは、どちらかが「悪い」のではありません。そもそも色をつくる原理が違い、それぞれに「得意な色」と「苦手な色」があるということなのです。

色の「通訳」 ICCプロファイル

画面と紙で色が合わない。だったら、もうお手上げなのでしょうか。

そんなことはありません。ここで登場するのが カラーマネジメント という考え方です。

カメラ、ディスプレイ、プリンター。それぞれのデバイスには、それぞれの「色のクセ」があります。同じ「赤」でも、デバイスによって微妙に違う赤を出します。この「クセ」を正確に記述したデータのことを ICCプロファイル といいます。ICCとは International Color Consortium（国際色コンソーシアム）の略で、色の扱いに関する国際的な標準規格を策定している団体です。

ICCプロファイルの役割は、いわば 色の通訳 です。

たとえば、カメラで撮った写真には「この色はAdobe RGBのこの座標だよ」という情報が埋め込まれます。それをディスプレイに表示するとき、ディスプレイのICCプロファイルが「うちのパネルでその色を出すには、RGBをこの値にすればいい」と変換してくれます。さらにプリンターで印刷するときは、プリンターのICCプロファイルが「このインクと紙の組み合わせでその色に最も近づけるには、CMYKをこう配分する」と変換してくれます。

つまり、ICCプロファイルは「ある色を、別のデバイスではどう再現するか」を橋渡しする翻訳テーブルのようなものです。

このしくみがきちんと機能していれば、カメラで見えた色に近い色がディスプレイに映り、プリントにもできるだけ近い色が再現されます。完全に一致させることは原理的に不可能ですが（だって光を出す装置と反射する装置なのですから）、プロファイルを通じて「できるだけ近づける」ことはできます。

写真を扱う人が「モニターのキャリブレーション（校正）が大事」と言うのは、このICCプロファイルの精度を高めるためです。専用のセンサーをモニターに当てて、そのモニター固有の色のクセを測定し、正確なプロファイルをつくります。こうすることで、画面に映る色を信頼できるようになり、プリント結果との差も小さくなります。

この回のまとめ

写真は撮ったら終わりではありません。誰かに届けるとき、写真は「画面」か「紙」の姿をとります。そして画面と紙は、色をつくるしくみが根っこから違います。ポイントをあらためて整理しましょう。

• ディスプレイはRGBの光を足し合わせて色をつくる。 赤・緑・青の3色の光を混ぜ合わせる加法混色が、画面の色の原理です。
• 液晶と有機ELでは光のつくりかたがまるで違う。 液晶（LCD）はバックライトの光を液晶シャッターとカラーフィルターで調整する方式、有機EL（OLED）はピクセルひとつひとつが自分で光る方式です。
• 有機ELは完全な黒を出せるが、液晶は真の黒が苦手。 液晶はバックライトの光がわずかに透けてしまうためです。
• ディスプレイの色域は機種によって異なる。 sRGB、Adobe RGB、DCI-P3などの規格があり、色域が広いほど表示できる色の範囲も広くなります。
• プリンターはCMYKのインクで光を吸収して色をつくる。 ディスプレイの加法混色とは逆の、減法混色というしくみです。
• 画面と紙で色がずれるのは、色をつくる原理そのものが違うから。 画面は「光を出す」装置、紙は「光を反射する」メディアであり、それぞれに得意な色と苦手な色があります。
• ICCプロファイルは「色の通訳」。 デバイスごとの色のクセを記述し、カメラからディスプレイ、プリンターへと色を橋渡しする、カラーマネジメントの土台です。

画面と紙、どちらが「正しい」ということはありません。それぞれに得意なことがあり、苦手なことがあります。でも、それぞれのしくみを知っていれば、写真を届けるとき「なぜこう見えるのか」がわかるし、「どうすればもっと近づけられるか」も見えてきます。

写真を撮る技術だけでなく、写真を届ける技術。それもまた、写真のしくみのひとつです。