在三色系统中，与待测色刺激达到色匹配所需的三种参照色标准量，就叫做颜色的三刺激值。在色差仪等仪器中，都需要获取颜色的三刺激值，然后通过内部程序将颜色的三刺激值转为各种颜色参数，并用数值的形式表示出来。本文对颜色三刺激值含义及计算方法做了介绍。
IE表色系统是基于混色系统的表色系统。在混色系统中，把从感知色中去除物体特有的感觉因素后得到的颜色作为对象，这对感觉来说是最单纯的，并称之为色感觉。光进入人眼并产生色感觉，把这样的光称为色刺激，任意的色刺激都可以用等于三种锥状体（用于感知颜色）的响应量的三种色光的混色与其匹配。因此可以不直接采用三种锥状体的响应量而由这三种色光的混合量表示该色刺激。
混色系统就是基于色刺激的这一性质，用三个值表示色刺激，因此称为三色表色系统，称三种色光的混合量为该色刺激的三刺激值。把色刺激的光谱分布称作色刺激函数，三刺激值是由色刺激函数这种物理量和人眼的心理上的光谱响应之组合而求出的，因此是一种心理物理量。我们把表示色刺激特性的三刺激值的三个数值称为色度值，把用色度值表示的色刺激称为心理物理色，因此作为混色系统的表色值可用色度值。CIE标准色度系统是用三刺激值来定量描述颜色量的，包括RGB系统、XYZ系统等。
1.光源的光谱功率分布
我们大家都知道光是由光源发出的。凡是能发射种种电磁辐射的物质而且波长范围在380nm到780nm都可称为光源，这里的光源有天然和人造光源两种。在生活中常见的天然光源有恒星，昼夜，萤火虫光，夜明珠等，人造光源的范围很广，包括各种各样的类型。它有火把，油灯，蜡烛，电灯，日光灯，LED 灯等。
一般，可见光谱可以分为多个不同色命名的区域，并用光谱功率分布图S（λ）可表示。这种划分只是给出了大致的范围，实际上单色光的颜色是连续变化的，不存在严格的界限，而且各波长的单色光颜色感觉都会随着光强度的不同而变化。人们在日常生活中见到的单色光的机会并不多，一般接触到的都是自然界中的太阳白光等所谓的复色光，这是由不同的波长的单色光组合而成的混色光。而自然光源和人造光源大多数都是复色光。随着光源的不同，光源的辐射量按波长分布的规律而变化。最根本的原理是距离越近，辐射量就越大。假设以波长λ为中心，在微小波长宽度dλ范围内的辐射通量为dψ，则单位波长宽度所对应的辐射通量称为光谱密度φ（λ），即：
式中的辐射量有许多种，例如：粒子注量，辐射强度，能量注量，辐射照度等。一般情况下，波长不同，其对应的光谱密度将会发生变化。光源的光谱密度与波长之间的对应关系由一个函数表示，我们把它称为光谱功率分布。
2.物体表面的光谱反射比
光源照射到物体表面上时，物体表面的光源有一部分经过反射进入人眼，我们把反射人眼的反射光通量与入射光通量之比称为反射率。通常用来R（λ）表示。
3.标准色度观察者
与物体表面的标准色度观察者三刺激值来定量描述颜色是一种可行的方法。以三原色测出物体表面的颜色值，首先要研究人眼对色彩的视觉特性，然后测量它们的光谱三刺激值。研究人员在这方面做了大量的工作，实验证明，不同的观察者对颜色的看法有所不同，但总体上，观察者对颜色的差异不是很大，所以我们所做的配色实验是根据一些观察者观测到的数据，将他们实验数据取平均值，得出我们所需要的三原色数据。用如下图2所示的x（λ），y（λ），z（λ）以此来代表人眼所观察出来的平均颜色视觉特性。该数据称为“标准色度观测光谱三色值”，简称为“标准比色观察者”。我们经常用到的标准色度观察者有两种，分别是CIE1931色度系统和CIE1964补充色度系统。
三刺激值是颜色科学的基础与核心，描述颜色的三刺激值有多种方式，如电脑等设备中采用的三刺激值R、G、B和CIE规定的三刺激值X、Y、Z等。在实际工业中常用的各种色度学度量都需要借助三刺激值X、Y、Z进行计算，它是颜色工业应用的纽带。利用光谱数据计算颜色参数时，需要先求取颜色的CIE三刺激值。以CIE1964观测视场为例，在可见光范围内，计算物体颜色L*a*b*值的方法如下：
（1）计算三刺激值
式中，k10为归化系数，可用下式表示，其作用是规定Y10值最大为100。
若被测物体为非荧光体，则φ（λ）表示颜色刺激函数，如下式所示：
上式中，ρ（λ）表示物体光谱反射比，S（λ）表示标准照明光源的相对光谱功率分布。由于S（λ）通常是已知的，因此，只要获取物体的光谱反射比并结合上述公式就可计算出物体颜色的三刺激值。
（2）计算L*、a*、b*值
将步骤1得到的X10、Y10、Z10带入到下列公式中，替换掉原有公式中的X、Y、Z即可计算出物体颜色的L*、a*、b*值。
综上所述，当采用物体光谱反射率计算物体颜色参数时，需要两个步骤。首先由光谱反射率数据得到物体颜色三刺激值X、Y、Z，之后再由三刺激值X、Y、Z得到物体颜色 L*、a*、b*值。
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