计算全息在光学及相关领域展现出的独特的优越性,使得真立体三维显示成为可能。但由于实际三维场景数据量大,视场角广,颜色信息复杂,导致计算全息三维算法仍存在一些难题。本文对三维物体进行计算全息算法研究,实现真彩色三维物体全息图的快速生成和高质量再现。首先,论文研究了计算全息基本原理。利用三维扫描仪获取真实人物的三维人像数据,通过MATLAB采用点源法生成三维物体的全息图,并进行数值再现。然后,利用MATLAB调用GPU计算三维人像的全息图,研究发现调用GPU后全息图的计算速度提高约6.6倍左右。其次,研究了基于三维物体强度图和深度图生成菲涅尔全息图的层析法基本原理,研究了菲涅尔衍射的S-FFT算法、T-FFT算法、D-FFT算法在三维物体层析法衍射过程中的计算,比较各算法的再现像质量和全息图计算时间发现,D-FFT算法在全息图计算速度、成像质量以及算法复杂度上都占据明显优势。最后,深入研究了基于平面波角谱的层析法和GS算法。利用分层角谱算法进行真彩色三维物体的全息图的计算及数值再现,针对全息图数值再现像的散斑噪声问题引入GS算法,提出基于分层角谱的GS算法。在相同条件下,分别采用本文提出的算法和传统分层角谱算法计算同一真彩色三维物体,并计算两种算法数值再现像的均方根误差和峰值信噪比。研究发现本文提出的算法成功地抑制了散斑噪声,显著提高全息图的数值再现像质量。