随着显示技术的快速发展,传统的二维显示技术已无法满足人们对图像显示的要求,三维立体显示技术逐渐成为一个新的研究热点。全息技术作为一种真三维立体显示技术,其具有裸眼观看,再现像能够提供真彩色和物体景深的优点。计算全息是制作全息图的一种新技术,它通过使用计算机来模拟光学全息记录的物理过程,相比于传统的光学全息和数字全息技术,其具有对环境要求低、灵活性高、可重复性等优点。但是,目前计算全息仍存在着诸多问题阻碍其发展和应用,本文针对现有问题展开讨论,重点研究了三维计算全息的理论与算法、真实三维物体大数据信息情况下的计算全息编码加速方法、基于空间光调制器的计算全息三维显示方法,并通过搭建实验系统,验证了本文提出的新方法的可行性。首先,分析了现有的计算全息编码方法,得到了各种编码方式的适用范围。在此基础上,本文采用了编码方式灵活及简便的博奇编码。为了解决真实三维物体大数据信息情况下计算全息快速编码的问题,利用静态三维相机获取真实三维物体的数据信息,在现有的实验条件下,基于三维计算全息中的点源法,采用组件对象模型技术,将MATLAB与VC++结合实现相关的编程,有效的改善了三维物体大数据量编码计算时间长的问题,并通过对不同大小数据量的三维数据进行实验,证实了该方法具有较高的可靠性和实用性。在此基础上,实现了真实三维物体多视角的全息计算和数值仿真。另外,为了实现真彩色三维物体的计算全息显示,本文分析了真彩色三维物体制作计算全息图的方法,并结合层析法和点源法,实现了真彩色三维物体的全息图计算及数值再现。然后,为了进一步研究计算全息三维显示的方法,利用数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device, DMD)构造了一套全息显示系统,基于三维计算全息中的层析法,结合菲涅尔衍射积分算法中的角谱法,探讨了全息图的计算与DMD参数之间的关系,并利用修正立轴参考光编码的方式,得到了计算全息图。通过对全息图进行数值仿真和光电实验验证均得到了有益的结论：该方法确实能够较好的再现原三维物体。最后,为了实现基于DMD的高质量全息图再现,本文阐述了DMD的灰度调制特性及其衍射特性。从灰度调制理论与菲涅尔衍射理论方面探讨了DMD进行全息显示的机理,并根据DMD的显示原理,提出了“灰度调制”计算全息图的方法,实现了基于DMD的全息图高质量再现,这一结果对DMD用于计算全息显示是有帮助的。论文对计算全息三维显示技术进行了相关研究,内容涵盖理论探讨、数值仿真、实验论证等方面。论文工作可为进一步研究基于空间光调制器的全息三维显示提供一定的参考价值,对其他实时计算全息系统的开发具有一定的借鉴意义。