全息术的发明为三维显示技术打开了一扇新的大门。它能够完整记录物光场的振幅和相位信息,再现像可以提供三维视觉所需的所有深度线索。与基于双目视差的三维显示、多视点三维显示、体三维显示等技术相比,全息三维显示有着观感舒适、视差连续、分辨率高等优势。相干性好的激光光源问世以及计算机技术的突飞猛进,使得全息三维显示技术走上了实用化的道路。传统的光学全息记录过程对实验环境和设备要求较为苛刻,记录介质不能够重复利用且只能记录真实存在的物体。计算全息是通过数值计算得到三维物体的全息图,将计算好的全息图加载到空间光调制器或输出到记录介质上实现对三维物体的再现。此外计算全息还可以实现虚实场景的结合及动态显示,因此得到了广泛而深入的研究。其存在的主要问题之一是计算量大导致了计算耗时。本论文研究如何提高计算机制全息图的计算速度。主要研究内容如下:首先通过对菲涅尔全息图的计算模型进行分析,发现离散物点菲涅尔衍射公式中积分项具有周期性分布的特点。巧妙利用人眼的低通滤波特性,提出了采用积分项周期延拓的全息图快速算法。在计算全息图时根据空域（物面）和空频域（全息面）抽样间隔、衍射距离、物体大小等参数确定出积分项一个周期的大小并计算其值;再将积分项周期延拓至全息图大小,得到整个全息面上的积分项。这一过程大大减少了积分项的计算量。根据积分项外系数可正交分解特点,对积分项外的系数进行行列分解,仅计算1行1列系数分量,通过行列系数组合的方法得到每个样点系数的值。采用行列分解后大幅减少了耗时的三角函数运算,进一步提高了全息图的计算速度。其次讨论了层析法全息图计算中的隐藏面消除问题。提出了大尺寸计算全息图制作中物体多视角消隐方法,提高了三维显示质量。设计了基于Open GL的三维场景渲染与多视角消隐算法。通过C++编程实现了多种三维模型的加载和场景渲染,并获取不同视角下消隐后的三维数据及纹理。最后为进一步提高全息图的计算速度,设计了基于多线程的多核CPU全息图并行计算算法。采用C++实现了算法。在Intel的CPU上以7核并行计算,将全息图的计算速度提高了5倍以上。