色度 (光学)

色度は色刺激の属性の一種で、色度座標、あるいは波長と純度で定義づけられるものである^[5]。

色彩科学では、白色点は色度を特徴づける上での基準となるもので、極座標を用いてすべての色度を表現することができる。この場合、色相は角度成分、彩度は距離成分で表される。

相対輝度と2つの色度成分で表される色空間もある。例えば、sRGBのディスプレイにおける白色点は色度が(x, y) = (0.3127, 0.3290)と表され、このxy座標はxyY色空間中で使用される。

xyY色空間はCIE XYZ色空間と色度座標x、y、zを組み合わせたもので、色度次元x、yと明度Yだけで表現されている^[6]。

色度座標（しきどざひょう、（英: chromaticity coordinates）は三刺激値の和に対する各値の比で表された座標である^[7][8]。

${\displaystyle (R,G,B)=(255,100,0)}$ のような三刺激値の座標があったとき、次のような和で各成分を割った座標、

　${\displaystyle ({\frac {R}{R+G+B}},{\frac {G}{R+G+B}},{\frac {B}{R+G+B}})=({\frac {255}{355}},{\frac {100}{355}},{\frac {0}{355}})}$

が考えられる。これが色度座標である^[8]。

色度座標は定義により総和が常に1であり、3つの座標に対して自由度は2である。そのため色度座標のうち2つがあれば色度を一意に表現できる^[9]。色度座標は各成分と総和の比であるため無次元量である（単位が無い）^[10]。色度座標は光量（放射量・測光量）から独立している（⇒ #光量からの独立）。

国際照明委員会が定めるCIE標準表色系では色度座標として ${\displaystyle x,y,z}$ や ${\displaystyle x10,y10,z10}$ が定められている^[11]。

色度座標（色度）は放射量・測光量に依存しないという特徴をもつ^[8]。

RGBのような原色の加法混色を考える。光量 ${\displaystyle 1}$ で ${\displaystyle (R,G,B)=(20,10,0)}$ の光源があるとする。その光量を ${\displaystyle 2}$ にすると各成分も倍になるため ${\displaystyle (R,G,B)=(40,20,0)}$ となる。つまり三刺激値は光量に依存している。次に、同じ光源について色度座標を考える。光量 ${\displaystyle 1}$ では三刺激値の和が ${\displaystyle 30}$ であるため色度座標は ${\displaystyle (20/30,10/30,0/30)=(2/3,1/3,0)}$ となる。光量 ${\displaystyle 2}$ では和が ${\displaystyle 60}$ であるため${\displaystyle (40/60,20/60,0/60)=(2/3,1/3,0)}$ となる。両者の値は一致しており、色度座標が光量から独立していることがわかる（光源の「フィルターの色」的な属性を表現している）^[12]。

XYZのような等色関数ベースでも同じ結論が得られる。等色関数による分光測色では、スペクトルと等色関数の積の積分によって三刺激値が算出される（詳細はカラリメトリー#等色関数の積分）。光量が ${\displaystyle k}$ 倍になるとスペクトルも全域にわたって ${\displaystyle k}$ 倍になるため、三刺激値はどの成分も ${\displaystyle k}$ 倍になる。すると色度座標の1成分は ${\displaystyle kX/(kX+kY+kZ)=X/(X+Y+Z)}$ となり、${\displaystyle k}$ に依らない値を取る。つまり色度座標は光量から独立している。