现代工业技术的快速发展为工业测量提供了众多的测量技术与手段，基于各种固态成像设备的工业摄影系统及配套的传感系统的出现就是一个典型的例子。但是相对于快速发展的工业摄影硬件技术，进行数字图像分析的数据分析技术就显得相对落后。本文通过工业摄影CCD测量方法与LabVIEW IMAQ系统结合进行橡胶薄膜拉伸变形测量研究，在理论上与实践上均具有较大的意义与推广价值。本文主要研究工作如下： 首先，总结了目前国内外使用光学非接触方法进行精密测试的理论研究与现场试验的成果、工程实践情况的进展，说明本文提出的测试系统的主要思路与特点。 其次，借鉴了弹性力学中的位移法求解思路，引入了非线性连续介质力学中的相关概念，考虑了材料的几何非线性和物理非线性，提出了适用于橡胶材料的位移解法，给出了算例，并探讨了适用于橡胶一类高聚物适用的屈服准则。 再次，研究了测试系统的硬件的主要特性并具体选型。 又次，讨论了数字图像处理技术理论，并基于LabVIEW的IMAQ模块提出了对橡胶材料进行大变形位移场测量的程序设计思路。 最后，在试验中具体验证了设计程序的有效性，并提出了一些具有工程实践意义的结论与建议，指出下一步研究工作的方向。 本文以力学模型的推导计算为理论基础，以数字图像处理技术为技术核心，实现了橡胶材料大变形位移场的非接触性精密测量，所提出的方法与设计程序经试验结果验证完全符合相关要求，有较大的实践推广价值。