本文从变分原理与图象识别原理出发,对数字散斑相关方法作了新的理论阐述。在此基础上,一方面将原有的相关迭代法予以推广,提出了相关分析法这一广义的数字散斑相关方法,通过变形形态的分析与综合,既简化了相关方法的实施过程,又实现了变形场的直接全场测量。另一方面,将相关迭代法进一步简化,提出了相关搜索法,提供了测量刚体变形(刚体转动和移动)和大应变场的简捷而有效的新方法。此外,还对相关方法的相关函数、测量的灵敏度、可靠性等作了系统的分析,绐出了最佳的相关函数,指出了进一步提高测量灵敏度、可靠性等的途径。 在应用方面,本文对流场(层流与涡流)、离面变形(与投影散斑法相结合)、锻件大变形场等宏观力学问题进行了测量,得到了较好的结果。同时对高倍率扫描电镜照片(一般的与含裂纹的)作了初步的测量实验,证实了利用相关方法解决细观变形场测量的可行性,为细观力学研究提供了独特的定量测量方法。