随着科技的进步与发展,传统的二维显示方式已经不能满足人们的日常显示需求,三维显示技术依靠其自身的优势在显示领域脱颖而出。全息三维显示可以提供三维物体的完整光波场,显示效果与人眼视觉特征最为匹配。所以自全息术诞生以来便是三维显示技术中的一个重要研究方向。但是,目前三维计算全息领域仍然存在着一些难题,如全息图生成速度慢、再现像的尺寸随再现距离变化等。虽然已有研究者提出了相关算法解决上述问题,但仍没有达到人们预期的效果。本文主要对三维物体全息图生成方法进行研究。首先,本文在阐述计算全息基本理论的基础上,对现有的三维物体全息图生成方法进行深入研究,包括点源法、菲涅尔波带片法、多视角投影法、层析法,分析各种方法的优缺点。并对几种常见的全息图编码方式进行论述说明。其次,对基于菲涅尔衍射积分的全息图生成方法进行详细阐述,包括傅里叶变换算法、卷积算法、角谱算法。在层析法的基础上,提出一种基于GPU分层渲染的全息图实时生成方法。利用所提方法生成基于菲涅尔衍射积分的三维物体全息图。并对全息图进行光学再现,验证所提方法在三维全息显示中的可行性。最后,深入研究傅里叶变换算法中所存在的采样间距受限的问题。并分析傅里叶变换算法导致3D光学再现像发生形变的原因。提出一种基于GPU分层渲染与视锥体变换的全息图生成方法,解决傅里叶算法中所存在的采样间距受限的问题。利用光学再现实验,证明所提方法的有效性。