イラスト制作者向けに色と光の物理を解説した書籍はいくつかありますが、読んでみても内容が十分に理解できなかったり、自身の制作に落とし込むことができなかったりしたことはないでしょうか？
この記事は、そんな色と光の物理についてわかりやすい解説を目指し、すべて読めば基礎的な原理･理論は網羅できるようなガイドコンテンツになっています。
絵に物理知識は必要？
絵に絶対のルールはありませんから、もちろん実際の現象を忠実に描写する必要はありません。
ですが、実際の現象とかけ離れた表現は、多くの人にとって見づらい絵になってしまうのも事実です。
そのため、最低限見やすい絵を描くためには、物理知識は必要なものだと筆者は考えています。
ただ、私たちは科学者ではないので厳密に理解する必要はなく、あくまで絵を描くための考え方のひとつとして捉えるくらいで良いとも思っています。
筆者は学生時代から光学の分野に携わっていたので理解していたのですが、イラストレーターとして活躍されている方の多くは原理もある程度押さえている印象があります。
絵の物理的な構成要素
- 私たちヒトが肉眼で見ている景色
- カメラで撮影される景色
ここでは、これらは「色・明暗・輪郭」の３つの要素に分解されると考えます。
絵は基本的に、肉眼で見たものや写真、あるいはその記憶がベースになります。
そのため、この３つの要素について知ることは、最終的に見やすい絵を描く力に繋がります。
それでは、この３つの要素について順に見ていきましょう！
① 色
色ができる仕組み
まずは、身の回りにあるものの色はどうやって決まっているのか、ヒトやカメラがどのように色を知覚しているのかを学びましょう。
光の散乱による影響
色と光には密接な関係があることを学びました。
光には反射や屈折といった性質がありますが、中でも散乱という性質は、身の回りにある物の色に大きな影響を与えています。
そこで、次は光の散乱について見てみましょう。
② 明暗
陰影の６つの要素
光が当たると物体には陰影（明るい部分と暗い部分）ができますが、陰影は現象ごとに切り分けて考えることが可能です。
ここでは、その陰影の種類を発生原理とともに見てみましょう。
明るさの幅（ダイナミックレンジ）
上で説明した物体の陰影は、眼やカメラのレンズに入る前の光で起きている現象です。
ヒトやカメラが、それらの光を受け取って知覚する過程でも明るさは変化します。
そこで、次は知覚の過程で生じる明るさの変化について見てみましょう。
③ 輪郭
透視図法
ヒトやカメラは、３次元の空間を２次元の平面に投影することで、景色を見ています。
この３次元から２次元への変換を数学的に体系化したものが、いわゆるパース（透視図法）と呼ばれるものです。
知覚の過程で生じる現象
ここまでで説明した内容は、ヒトやカメラが「色・明暗・輪郭」を知覚する仕組みの土台部分です。
ここからはプラスアルファの知識として、光が眼やレンズに入った後に生じる現象の中で、イラストや映像表現で使われるものをいくつか紹介します。
被写界深度
上でパースと画角について学びましたが、眼やレンズを通す以上、切り離せないのが被写界深度です。
収差
眼やレンズで光を屈折させて集める以上、収差というものが必ず発生します。
収差は画面上で、ボケや歪み、色ズレといった形で現れます。
魚眼
イラストの表現でも用いられる魚眼ですが、魚眼は、通常のレンズやパースの投影方式とは異なる方式を採用したものです。
レンズフレア
強い光源があるシーンの表現で使われる光学現象に、レンズフレアというものがあります。
教材紹介
色と光の物理について解説しましたが、ここでは触れていない知識も多く存在します。
最後に、イラスト制作者向けに、色と光の物理について解説した代表的３冊を紹介します。
より詳しく学びたいという方は参考にしていただければと思います。
色と光マスターガイド
光と色の物理と技法について解説した＜理論編＞が約200ページ、理論編の内容を踏まえたイラストメイキングの＜実践編＞が約130ページの大ボリューム本です。
3冊の中で一番新しい書籍で他2冊の内容も大部分網羅しているので、どれか1冊だけを買うならこの本をおすすめします。
画づくりのための光の授業
3冊の中では物理的な説明が一番きちんとされている書籍です。
3DCGと写真を例に、主に環境光を含めた物体の陰影と材質ごとの見え方の違いについて詳しく解説されています。また、実際の映像作品を例に、構図とライティングについての解説も30ページほど収録されています。
カラー＆ライト
ポチップ
絵の表現技法を物理現象に基づいてまとめた書籍の先駆けと言える書籍で、3冊の中では一番古い本です。
他2冊ほどの細かい原理の説明はありませんが、すべての説明において絵の実例がついています。
個人的には今から買うなら他2冊かなと思いますが、合わせて読めばより理解が深まるかと思います。