まず、『ペイントの色』の話をします。私達が知っているマンセル番号は米国の画家であるマンセルさんが考案した色の分類方法です。色を言い表すとき、とかく抽象的になります。例えば「ちょっと明るい赤色」と言ってもどれ位明るい赤い色か解釈する人によって異なるので、客観的数値で表す必要があります。その客観的数値としてマンセル番号を使用して色を表せば、世界的に統一された共通認識できる色で議論することができるのです。
具体的には色を「色相」、「明度」、「彩度」の3つの属性で定義します。「色相」は10種類あり、赤ならR、黄色ならばYの符号で表します。同じ赤でも10等分して記号の前に番号が7.5Rのように付けられています。次に「明度」は心理的な明るさの尺度で等間隔にきざまれており、純黒が0、純白が10です。そして最後の「彩度」は白、黒の混ざっている度合いです。例えば赤色塗料が7.5R4/14と記載されていれば、色相7.5R,明度4、彩度14の赤色という意味です。このように、感覚的なものを客観的な数値で共有するという考え方は、色だけでなく「明るさ」にも同様に当てはまります。
ペイント色の話の次は、明るさの定義の話です。例えば、私達に縁が深い航海灯の明るさは海上衝突予防法によってカンデラ(Candela)という単位で規定されています。視認距離3マイルの舷灯の場合は12カンデラ以上、視認距離6マイルのマスト灯では94カンデラ以上の光度が必要です。カンデラとはラテン語で「ろうそく」という意味で、国際単位系(SI)の光の明るさの基本単位で記号は「cd」です。
カンデラの定義は「540テラHzの単色放射を放出する光源の放射強度が1W/sr(ステラジアン)の683分の1である方向の光度」と書物には書かれていますが、何のことかさっぱりわかりません。大雑把に言えば、光源から発せられる光の明るさです。例えば100Wの白熱電球で約130カンデラの明るさの光を発します。
カンデラ以外の単位として、どこかでルクス(Lux)、ルーメン(Lumen)という光の単位を見たことがあるはずです。家電販売店に置いている照明器具にはルクスで明るさが表示されています。ルーメンは光の束の単位で、記号は「lm」です。1ルーメンは1カンデラの光が1ステラジアンの立方角に放射される光の束のことです。(1lm=1cd・sr) ルーメンはラテン語で「明かり」という意味です。ルクスは照度の単位で記号は「lx」です。1ルクスは1ルーメンの光束を1m2に一様に照らしたときの照度です。
従って大雑把に言えば、ルクスは物体に照らされた光の明るさです。漢字で書くとカンデラが光度、ルーメンが光束、ルクスが照度です。私は少々頭が混乱気味ですが、イメージとしてはカンデラやルーメンが光源の発する明るさの単位、ルクスは光が当たる物体の面の明るさの単位と理解しています。皆さんは明るさの単位のカンデラやルクスについて理解できたでしょうか?
ここでステラジアンという目新しい言葉がでてきました。皆さんもラジアン(radian)はよく知っていると思いますが、ステラジアン(steradian)という単位を知っている人は少ないのではないでしょうか？1ラジアンは円の周上でその半径の長さ分の弧を作る角度です。円周はその長さが2πrで1周の角度が360度ですから、半径分の長さの弧が作る角度は360×r÷2πr=57.2度となります。
ラジアンが平面の角度の単位であるのに対してステラジアンは立体の表面角度の単位です。球の半径を1辺とする正方形を球表面上で切り取るときにできる立体角の角度を1ステラジアンと呼びます。球の表面積が4πr2ですから、正方形r2で割ると、4πr2÷r2=4πとなり、球全体は4π(4×3.14)ステレジアンということになります。このステラジアンはあまり使わない単位なので、覚える必要もないとは思いますが・・・