细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。细胞的形态结构与其生长活动状态密切相关,因而细胞的形态学研究一直是生命科学、临床医学等学科关注的重点之一。而大多数细胞都是无色透明的相位物体,难以经由传统光学显微镜直接成像。定量相位显微技术可将光波中非直接可见的相位信息调制为易于观测和采集的振幅信息,从而实现对相位物体三维形态的无损观察。但是在相移信息中,由于折射率分布和物理厚度的耦合,样品形态信息并非直接可见,需要借助重建算法才能获得。目前基于样本相位信息进行形态重建的研究已取得了很多成果,例如相位显微断层扫描技术、熵层析重建方法等。但是大多数方法或是实验设备复杂成本较高或是耗时较长,尚不能满足需要快速识别分类的检测需求,因而相位体形态的快速重建还有待进一步研究。正是基于这样的背景,本文探究了从相位信息快速重建样品三维形态的方法。本文通过相位成像实验分析了基于梯度计算反演样品表面形貌特征的方法的优点和不足,从相位函数的物理意义出发,指出了在此基础上进行相位体三维结构定量重建的关键因素。进而基于两幅相互正交的相位图提出了一种快速提取样品轮廓三维信息的方法。该方法从两幅相位图中分别获取样品在相应入射光正投影面上的结构边界,通过建立、解算这两组正交的二维数据间的关联得到样品轮廓的三维坐标。通过对具有代表性不同结构特征(包括不同的亚结构形态及不同的相对位置)的多介质相位体模型和实际聚苯乙烯微球样品进行轮廓提取考察了该方法的效率,给出了解算三维坐标过程中的关键控制量及其设置处理策略。在此基础上,论文进一步根据样品在结构轮廓相应位置处的相移值计算确定出不同介质的平均折射率,由此结合样品的相位分布及其在相应入射光投影面上的结构边界,给出了各介质物理厚度的定量分布,从而实现了样品三维结构表面的定量重建。本文通过仿真和实验对具有不同亚结构特征的样品进行了三维形貌的重建,结果表明了该方法的有效性和普适性。本文基于两幅正交相位分布图提出的样品三维形态结构快速重建方法数据采集方便、计算量小,具有耗时短、定位准的特点,可为相位体成像分析以及形态重建等研究提供一定的参考和基础。