title: "RGB色空間" description: "RGBカラーモデルの基礎を学びます。vec3/vec4を使った色の表現と、各チャンネルの操作方法を理解します。" chapter: "02-colors" order: 1 challenge: description: "画面を4つの象限に分け、左上を赤、右上を緑、左下を青、右下を黄色に塗り分けるシェーダーを作ってください。" hints:

"uv.x と uv.y がそれぞれ 0.5 より大きいか小さいかで4つの象限を判定できます。"
"step(0.5, uv.x) は uv.x が 0.5 以上なら 1.0、未満なら 0.0 を返します。"
"左上: vec3(1,0,0), 右上: vec3(0,1,0), 左下: vec3(0,0,1), 右下: vec3(1,1,0) です。if文で分岐するか、step と mix を組み合わせましょう。"

RGB色空間

デジタルカラーの基礎

コンピュータのディスプレイは、赤（Red）、緑（Green）、青（Blue） の3つの光を混ぜ合わせてすべての色を表現しています。これがRGB色空間です。

絵の具の色混ぜ（減法混色）とは異なり、光の色混ぜ（加法混色）では：

赤 + 緑 = 黄色
赤 + 青 = マゼンタ
緑 + 青 = シアン
赤 + 緑 + 青 = 白

vec3 で色を表現する

GLSLでは vec3 を使ってRGB色を表現します：

vec3 red   = vec3(1.0, 0.0, 0.0);
vec3 green = vec3(0.0, 1.0, 0.0);
vec3 blue  = vec3(0.0, 0.0, 1.0);
vec3 white = vec3(1.0, 1.0, 1.0);
vec3 black = vec3(0.0, 0.0, 0.0);

全成分が同じ値の場合は、引数を1つにできます：

vec3 white = vec3(1.0);  // vec3(1.0, 1.0, 1.0) と同じ
vec3 gray  = vec3(0.5);  // 50%グレー

色の演算

GLSLでは、ベクトル同士の演算が成分ごとに行われます：

vec3 a = vec3(1.0, 0.5, 0.0);
vec3 b = vec3(0.0, 0.5, 1.0);

vec3 added = a + b;      // vec3(1.0, 1.0, 1.0) — 白
vec3 scaled = a * 0.5;   // vec3(0.5, 0.25, 0.0) — 暗くなる
vec3 multiplied = a * b; // vec3(0.0, 0.25, 0.0) — 色のマスク

色にスカラー値を掛けると明るさが変わり、色同士を掛けるとマスク（フィルタ）のような効果が得られます。

swizzling で成分にアクセス

rgb の記法で個別の成分にアクセスできます：

vec3 color = vec3(0.8, 0.4, 0.2);
float r = color.r;  // 0.8
float g = color.g;  // 0.4
float b = color.b;  // 0.2

vec3 redOnly = color.r * vec3(1.0, 0.0, 0.0);

clamp で範囲を制限

色の演算結果が 0.0〜1.0 の範囲を超えることがあります。clamp 関数で安全に制限しましょう：

vec3 color = clamp(someCalculation, 0.0, 1.0);

まとめ

RGB色空間は光の3原色（赤・緑・青）で色を表現
vec3 でRGB、vec4 でRGBAを扱う
ベクトル演算で色の加算・乗算が可能
swizzling（.rgb 等）で成分に柔軟にアクセス