【情報Ⅰ 第29講】色の表現（RGB・CMYK・色の三属性）｜なぜ画面は足すと白、印刷は足すと黒になるのか

1. この講の問い

画面では光を全部足すと白になるのに、印刷では色を全部足すと黒に近づきます。真逆に見えるこの2つが、なぜどちらも「混色」と呼ばれるのでしょうか。そして、そもそもなぜ色は3つの数字で足りるのでしょうか。

2. 結論

3. なぜそうなるのか

3-1. 国の一次資料は、色について何を書いているか

出発点を固定します。文部科学省「高等学校情報科『情報Ⅰ』教員研修用教材」第2章（令和2年）は、色の表現をこう定義しています。

同じページの図表7「色の表現」に書かれている式は、次の2本だけです。

• 赤 ＋ 緑 ＋ 青 ＝ 白
• シアン ＋ マゼンタ ＋ イエロー ＝ 黒

（教材の表記は「Cyen」ですが、英語の綴りは Cyan です。検索するときは Cyan で引いてください。）

3-2. 加法混色：ディスプレイは、自分で光を出している

ディスプレイの1画素は、赤・緑・青に光る3つの小さな光源でできています。画面は「光っていない状態」が黒です。何も出していないから黒い。

そこに赤を出せば赤が見える。赤と緑を同時に出せば、目には赤の光と緑の光が両方同時に届きます。届く光が増えたのだから、明るくなるのは当たり前です。3つ全部を最大まで出せば、届く光が最も多い状態になる。それが白です。

この式は暗記事項ではありません。足し算をしているのだから増える、それだけの話です。「加法」という名前が、そのまま説明になっています。中間の色も同じ原理で決まります。

• 赤 ＋ 緑 ＝ イエロー
• 緑 ＋ 青 ＝ シアン
• 赤 ＋ 青 ＝ マゼンタ

出てきた3色に注目してください。イエロー・シアン・マゼンタ——減法混色の三原色そのものです。この一致は偶然ではありません。次の節で、これが減法混色の正体になります。

3-3. 減法混色：印刷物は、光を出していない

紙は光りません。印刷物が見えているのは、部屋の白い光（赤・緑・青が全部混ざった光）が紙に当たって跳ね返ってきているからです。何も刷っていない紙が白いのは、当たった光をほぼそのまま返しているからで、印刷は「白い状態」がスタートです。

ここが決定的な違いです。画面は黒から始めて光を足していき、印刷は白から始めて光を引いていく。ではインクは何をしているのか。インクは、当たった光の一部を吸い取るフィルタです。

前の節で「緑 ＋ 青 ＝ シアン」でした。これを逆に読むと、シアンとは、白い光から赤を取り除いた色ということになります。だから次の対応が成り立ちます。

• シアンのインクは、赤い光を吸収する
• マゼンタのインクは、緑の光を吸収する
• イエローのインクは、青の光を吸収する

（この3行は、教材の図表7に書かれた対応関係から私が読み解いたものです。教材自体はここまで書いていません。）

そうすると、3色を重ね刷りしたときに何が起きるかは、計算しなくても分かります。赤も緑も青も、それぞれのインクに吸い取られる。返ってくる光がなくなるので、暗くなる。「減法」という名前も、そのまま説明になっています。引き算をしているのだから減るのです。

3-4. なぜプリンタには K（黒）が別にあるのか

理屈のうえでは、シアン・マゼンタ・イエローを全部重ねれば黒になるはずです。それなのに教材は「輪郭線を表す Key Plate として黒色を加えて使用されることが多い」と書いています。K が別立てで存在すること自体が、「CMYの3色だけでは足りない」という事実の証拠です。国の教材は理由まで書いていないので、ここでは理由を断定しません。試験対策としては次の2点で十分です。

• K は Black の K ではなく、Key Plate の K（教材が明記しています）。「Blue と紛らわしいから K」という説明を見かけますが、国の一次資料が採っているのは Key Plate です
• CMYK は4色、「色の三原色」は CMY の3色。この2つを混同させる選択肢が作れます

3-5. なぜ3原色なのか——目の側に3種類しかないから

「光の三原色が赤・緑・青である」のは、光の性質ではありません。人間の目の仕様です。

日本視覚学会の学会誌『VISION』の解説記事（豊橋技術科学大学・鯉田孝和、Vol.32 No.4, 2020）は、この点をはっきり書いています。

光そのものには、無限に多くの波長があります。 それを人間は3種類の受容器で受けている。だからどんな光が来ても、脳に届く情報は3つの数値に潰されます。色を3つの数字で表せるのは、そこから先に情報が残っていないからです。

ここから面白い帰結が出ます。無限にある波長の組み合わせが3つの数値に潰されるのだから、「物理的には違う光なのに、まったく同じ色に見える組み合わせ」が必ず存在するということです。

ディスプレイが成立しているのは、まさにこれのおかげです。画面は太陽光のスペクトルを再現しているわけではありません。赤・緑・青の3つの光を、目の3つの受容器が太陽光と同じ反応をするような比率で出しているだけです。目が3種類でなかったら、この手品は通用しません。

同じ記事は、ヒトの錐体の感度のピークが S は 441 nm、M は 541 nm、L は 566 nm にあることも示しています。566 nm は黄緑から黄のあたりで、L錐体は「赤の受容器」ではありません。記事は、錐体を RGB と呼ぶのは不適切で L（長波長）・M（中波長）・S（短波長）と呼ぶべきだとし、RGB という呼び名は19世紀のヤング・ヘルムホルツの三色説に由来する歴史的なものだと説明しています。実際、L錐体を1つだけ狙い撃ちで刺激した実験では、見えた色はほとんどの場合「白」だったと報告されています。

3-6. なぜ画面の色と印刷の色が一致しないのか

デザインの現場で必ず起きる問題です。画面で見た鮮やかな色が、印刷したら沈んでしまう。原因は、RGBで出せる色の範囲と、CMYKで出せる色の範囲が、そもそも一致していないことにあります。片方にしか存在しない色があるので、変換すれば必ずどこかが失われます。

なお、この「出せる色の範囲」を指す「色域」という語は、学習指導要領解説・情報Ⅰ教員研修用教材・情報Ⅱ教員研修用教材・IPAのITパスポート／基本情報の両シラバスのいずれにも1件もありません（後述の語数調査で確認）。用語として覚える対象ではなく、構造として理解する対象です。

これは第32講「デジタル化では必ず何かを捨てる」と同じ構造です。標本化で時間を捨て、量子化で振幅を捨て、圧縮（第36講）で冗長性を捨てたのと同じように、色空間の変換でも、表現できない色を捨てているのです。

3-7. なぜ色の三属性が必要なのか——座標系を目的で選ぶ

#4A90D9 という色を「もう少し明るく、でも同じ色味で」と直したいとします。RGBの (74, 144, 217) をどういじればよいでしょうか。3つとも同じ数だけ足す？　明るくはなりますが青みは薄まります。比率を保って倍にする？　217はすぐ255で頭打ちです。RGBは「明るくしたい」「鮮やかにしたい」という人間の意図を、直接には操作できない座標系なのです。

そこで、人間の感じ方に沿って軸を取り直したのが色の三属性です。

この3つは、日本産業規格 JIS Z 8721:1993「色の表示方法―三属性による表示」（1993年5月31日発行、2024年10月21日確認）が定めています。同規格の適用範囲は「表面色の色知覚の三属性（色相，明度，彩度）を尺度化して表示する方法」。明度は理想的な黒を0・理想的な白を10とし、彩度は無彩色を0とします。有彩色は 5R 4/10 のように HV/C の形で書きます。

RGBと色の三属性は、同じ色を違う座標系で書いたものです。 座標系そのものに正解はなく、目的に合うほうを選ぶ——これは第21講（抽象化・可視化・構造化）で扱った発想とまったく同じです。機械に送るならRGB、人間が調整するなら三属性。デザインソフトのカラーピッカーに両方の入力欄があるのは、そのためです。

3-8. 語数調査——色は情報Ⅰの「本文の空白」である

本書はキーワードごとに、国の一次資料に何回その語が出てくるかを数えています。色について数えると、はっきりした結果が出ました。

調べた範囲：学習指導要領解説 情報編（全文。共通教科の部と専門教科情報科の部に分けて集計）／情報Ⅰ教員研修用教材 第0〜4章（章ごとの全PDF）／情報Ⅱ教員研修用教材 序章・第1章・第2章・第3章前半・第3章後半・第4章・第5章（全PDF）／IPA ITパスポート試験シラバス Ver.6.5／IPA 基本情報技術者試験シラバス Ver.9.2。いずれもテキスト化して機械計数（2026年8月3日）。

読み取れることは3つです。

① 色の三属性は、共通教科の解説には存在しない。 「色相」「明度」「彩度」「色の三属性」「表色系」「混色」は、学習指導要領解説 情報編には確かにあります。しかし全件が専門教科情報科（科目「情報デザイン」および静止画のコンテンツ制作の科目）の記述で、共通教科である情報Ⅰ・情報Ⅱの記述には1件もありません。情報Ⅰ・情報Ⅱの教員研修用教材にも0件です。

② それでも共通テストの範囲に入っている。 IPA ITパスポート試験シラバス Ver.6.5 の「マルチメディア応用（1）グラフィックス処理 ①色の表現」は、こう書いています。

基本情報技術者試験シラバス Ver.9.2 も同じ位置に「コンピュータでの色の表現（色相，明度，彩度など）に関する特徴を理解する。用語例 光の3原色（Red，Green，Blue），色の3原色（Cyan，Magenta，Yellow），加法混色，減法混色，コントラスト」を置いています。高校の共通教科の解説には無いのに、情報処理技術者試験の最下位レベルには最初から載っている——本書がこれまでに見つけた「本文の空白」（2の補数・サブネット・VPNなど）とまったく同じ構図です。

③ 共通教科の解説で「色」が色彩の意味で使われる箇所は、ほぼ1文しかない。 解説 情報編の共通教科の部で「色」は11件ヒットしますが、うち3件は「特色ある教育課程」の「特色」で色の意味ではありません。残る8件のうち7件は、情報Ⅱ(3)の学習活動例のたった1文の中にあります。

最後の1件は、障害のある生徒への配慮として「文字と背景の色を調整したりする」という記述です。つまり、国が共通教科の解説で色をはっきり書いているのは、情報デザインの文脈ではなく、情報Ⅱのデータサイエンスの文脈なのです。 これが第6ブロックの土台になります。

4. 手で確かめる

4-1. 16進表記とRGBの相互変換

16進2桁がちょうど8ビット（0〜255）に対応するので、#RRGGBB の6桁はR・G・B各8ビット、合計24ビットになります（基数変換そのものは第40講、データ量の計算は第34講の担当です）。#4A90D9 を分解します。

• 4A → 4 × 16 ＋ 10 ＝ 74
• 90 → 9 × 16 ＋ 0 ＝ 144
• D9 → 13 × 16 ＋ 9 ＝ 217

よって (R, G, B) ＝ (74, 144, 217)。逆向きに 74 ＝ 4 × 16 ＋ 10 → 4A、144 ＝ 9 × 16 ＋ 0 → 90、217 ＝ 13 × 16 ＋ 9 → D9 で #4A90D9 に戻ります。Python で検算します（実際に実行して得た出力です）。

for hx in ["#FF0000", "#00FF00", "#0000FF", "#4A90D9"]:
    r, g, b = int(hx[1:3], 16), int(hx[3:5], 16), int(hx[5:7], 16)
    print(f"{hx} -> R={r} G={g} B={b}")
for rgb in [(74, 144, 217), (255, 165, 0), (128, 128, 128)]:
    print(f"{rgb} -> #{rgb[0]:02X}{rgb[1]:02X}{rgb[2]:02X}")

#FF0000 -> R=255 G=0 B=0
#00FF00 -> R=0 G=255 B=0
#0000FF -> R=0 G=0 B=255
#4A90D9 -> R=74 G=144 B=217
(74, 144, 217) -> #4A90D9
(255, 165, 0) -> #FFA500
(128, 128, 128) -> #808080

4-2. グレースケール変換——「知覚が仕様を決めている」が数値で見える

カラー画像を白黒にするとき、R・G・Bの3つの数値を1つにまとめる必要があります。素朴に考えれば単純平均、つまり (R ＋ G ＋ B) ÷ 3 です。ところが、これで赤・緑・青を変換すると3色とも同じ値になります。

• 赤 (255, 0, 0) → (255 ＋ 0 ＋ 0) ÷ 3 ＝ 85
• 緑 (0, 255, 0) → (0 ＋ 255 ＋ 0) ÷ 3 ＝ 85
• 青 (0, 0, 255) → (0 ＋ 0 ＋ 255) ÷ 3 ＝ 85

白黒にした瞬間、赤も緑も青も区別がつかなくなる。 グラフを赤・緑・青で塗り分けた資料を白黒コピーすると読めなくなるのは、これが理由です。

しかし人間の目は、同じ強さの赤・緑・青を同じ明るさには感じません。緑が最も明るく、青が最も暗く見える。 そこで放送の世界では、重みをつけた式が規格として定められています。国際電気通信連合の勧告 Rec. ITU-R BT.601-5（1982年初版・1995年改訂）の 3.5.1 は、輝度信号をこう定義しています。

（厳密には、これはガンマ補正後の信号から作る「ルーマ」という量で、物理的な輝度そのものではありません。ただし緑が最も重く、青が最も軽いという重みの大小関係が、人間の目の感度を反映している点は変わりません。）この重みで計算し直します。

内訳も手で追えます。#4A90D9 なら 0.299 × 74 ＋ 0.587 × 144 ＋ 0.114 × 217 ＝ 22.126 ＋ 84.528 ＋ 24.738 ＝ 131.392。一方、単純平均は (74 ＋ 144 ＋ 217) ÷ 3 ＝ 435 ÷ 3 ＝ 145.000。同じ色なのに14ほど違います。

また、3つの重みの合計は 0.299 ＋ 0.587 ＋ 0.114 ＝ 1 です。だから白 (255, 255, 255) は変換しても255のまま。重みが「配分」であることが、この1点から確認できます。

4-3. 減色——色を3次元空間の点として扱う

学習指導要領解説が情報Ⅱ(3)の学習活動例に挙げている「カラー画像を特定の5色に減色する」を、手で1画素分だけやってみます。パレットを黒 (0,0,0)・白 (255,255,255)・赤 (255,0,0)・緑 (0,255,0)・青 (0,0,255) の5色とし、#4A90D9 ＝ (74, 144, 217) を最も近い色に置き換えます。「近い」とは、R・G・Bを3つの座標と見たときの距離です。ルートを取る前の「距離の2乗」で比べれば大小関係は変わりません。

最小は青。よって #4A90D9 は青に置き換わります（距離は 27656 の平方根で約 166.30）。これを全画素について繰り返せば減色になります。この時点で、色はもう「見せるもの」ではありません。座標であり、距離を測る対象です。 第6ブロックへの橋が、ここに架かります。

5. 共通テストではこう出る（重要度 A）

① 加法混色・減法混色の判定。 「ディスプレイはどちらか」「赤・緑・青を全部混ぜると何色か」「シアン・マゼンタ・イエローを全部混ぜると何色か」という直球です。引っかけは、光の三原色と色の三原色の入れ替え。「色の三原色を全部混ぜると白になる」という選択肢は誤りですが、丸暗記だとどちらの三原色の話か見失います。「光を足しているのか、引いているのか」で毎回考え直せば、絶対に間違えません。

② 16進RGB表記の読み取り。 #FF0000 が赤、#00FF00 が緑、#0000FF が青、#FFFFFF が白、#000000 が黒。ここは第40講（基数変換）の応用です。#FFFF00（赤＋緑）が黄になることまで、加法混色から導けるようにしておいてください。

③ 色数とビット数の関係。 1画素24ビットで 2 の24乗 ＝ 16,777,216色。「n ビットで 2 の n 乗通り」と「m 通りを表すには何ビット必要か」は逆向きの問いです。データ量の計算そのものは第34講の担当です。

実際の出題傾向。 大学入試センター「令和8年度大学入学共通テスト 問題評価・分析委員会報告書」の『情報Ⅰ』問題作成部会の見解は、第2問Bについてこう記しています。

同じ資料は、問2の正答率が約3割にとどまったことについて「ビット演算の結果が画像としてどのような結果になったかを理解できていない」と分析しています。色を「数値の組」として扱えるかどうかが、そのまま得点差になっているわけです。色の表現は、論理演算（第43講）や基数変換とつなげて理解しておく必要があります。色そのものを問う独立した設問より、画像・デザイン・データ量の問題の部品として埋め込まれる形が主流です。だからこそ、暗記ではなく原理で持っておくほうが効きます。

6. 情報Ⅱではこうなる

6-1. 情報Ⅱ教員研修用教材に、混色もRGBも三属性も出てこない

まず事実から。情報Ⅱ教員研修用教材（序章・第1〜5章、第3章は前半・後半の両方）の全文に、「加法混色」「減法混色」「三原色」「RGB」「CMYK」「色相」「明度」「彩度」がすべて0件です。

これは「情報Ⅱでは色を扱わない」という意味ではありません。扱い方が変わって、語彙ごと入れ替わっているという意味です。情報Ⅱで色が現れる場所は2つあり、どちらも情報Ⅰとは役割が違います。

6-2. (2) コンテンツの側——色は「検査される項目」になる

情報Ⅱ教員研修用教材 第2章 学習10（コンテンツの発信と改善）は、アクセシビリティの文脈で色に触れます。JIS X 8341-1（高齢者・障害者等配慮設計指針）を引いたうえで、こう書いています。

情報Ⅰでは「色をどう作るか」だったものが、情報Ⅱでは「その配色でよいかをツールで検査し、改善する」対象になります。 作るだけでなく、測って直すところまでが仕事になるのです（配色への配慮そのものは第23講で扱います）。

6-3. (3) データサイエンスの側——色は「距離を測る座標」になる

先に引いた情報Ⅱ(3)の学習活動例は「任意の色がどの色に近いかを判断するプログラムを作成し」と書いていました。「色が近い」を判断するには、色を空間の点として扱い、距離を測るしかありません。これは情報Ⅱ教員研修用教材 第3章後半 学習16 のクラスタリングそのものです。同章は距離についてこう書いています。

ここで、色は珍しく素直な題材になります。R・G・Bはどれも0〜255という同じ尺度なので、スケーリングが要らない。 身長（cm）と体重（kg）を混ぜて距離を測るときに必ず起きる問題が、色では起きません。教材が「例外に注意せよ」と書いている条件を、色はたまたま満たしている——だから減色は、クラスタリングの入門題材として国が名指しするのに向いているのです。

さらに同じ第3章後半の学習15（k-近傍法）は、手書き数字画像の分類について「ここでの近傍を求める距離は、784次元のユークリッド距離を計算している」「距離が何であるかを生徒に理解させるには、階調（0〜255）ではなく、0と1で2値化されたデータと考えると分かりやすくなる」と書き、学習17（ニューラルネットワーク）は「入力は手書き文字画像のピクセルごとのグレースケールの階調を値にして表した配列である」と書いています。画素の値は、そのまま入力ベクトルの成分になります。

6-4. 役割の交代

そして、この役割交代は国の資料の語数そのものに現れています。 学習指導要領解説 情報編の共通教科の部で、「色」が色彩の意味で使われる8件のうち7件が、情報Ⅱ(3)の減色の1文の中にあります。情報Ⅰの(2)「コミュニケーションと情報デザイン」の記述には0件です。

情報Ⅱは2026年8月時点では選択科目で、開設している高校はまだ多くありません（情報Ⅱ全体の見取り図は第109講にまとめています）。しかし #4A90D9 を (74, 144, 217) と読める受験生は、その瞬間に「色を3次元空間の点として扱う」という情報Ⅱの入口に立っています。16進6桁は、暗号ではなく座標です。

出典

• 文部科学省『高等学校学習指導要領（平成30年告示）解説 情報編』平成30年7月（2026年8月3日取得）PDF
• 文部科学省「高等学校情報科『情報Ⅰ』教員研修用教材」第2章 コミュニケーションと情報デザイン 令和2年（2026年8月3日取得）PDF
• 文部科学省「高等学校情報科『情報Ⅱ』教員研修用教材」第2章・第3章後半 令和2年（2026年8月3日取得）配布ページ
• 情報処理推進機構（IPA）「ITパスポート試験 シラバス Ver.6.5」／「基本情報技術者試験 シラバス Ver.9.2」（2026年8月3日取得）
• 大学入試センター「令和8年度大学入学共通テスト 問題評価・分析委員会報告書」『情報Ⅰ』問題作成部会の見解（2026年8月3日取得）PDF
• 日本規格協会 JIS Z 8721:1993「色の表示方法―三属性による表示」1993年5月31日発行／2024年10月21日確認（2026年8月3日取得）
• Recommendation ITU-R BT.601-5 “Studio encoding parameters of digital television for standard 4:3 and wide-screen 16:9 aspect ratios” (1982-1986-1990-1992-1994-1995), §3.5.1（2026年8月3日取得）PDF
• 鯉田孝和「なぜ赤・緑・青錐体ではなくて L, M, S 錐体と呼ぶの？」『VISION』Vol.32, No.4, 123–125, 2020（日本視覚学会）DOI: 10.24636/vision.32.4_123（2026年8月3日取得）