三维形貌测量是目前信息光学界的前沿领域之一，一直都受到人们的广泛关注。随着计算机技术、光信息处理技术、软件开发技术和光电子技术的迅速发展，极大的改变了传统的光学计量技术，新的三维传感和计量方法也不断涌现。本文运用三维形貌测量的热点研究理论，并结合光电器件发展的成果，提出了一种新的三维形貌测量系统，并对该测量系统的各个环节进行了理论分析和实验操作。通过一系列的信号处理，对本系统的性能进行调试、分析和评估。当本实验系统可以得到理想的测量数据后，通过软件编程建立可操作性强的平台，实现对三维测量系统的进一步优化。 本文的研究过程中，通过对利用摄像头采集获得的图像数据分析，运用光电子技术理论、光信息处理、软件工程理论、科学可视化与计算机图形学理论、数值分析理论、数据结构理论，采用VC＋＋6.0开发平台和基于三维开放图形库OpenGL的技术以及面向对象的开发方式对PMP位相测量轮廓术及其三维可视化系统进行了研究和实现，最终开发出3D软件。该软件在实时采集数据、分析数据和显示数据等方面取得了良好的效果。 本文共分六章，各章具体内容安排为：第一章介绍了PMP位相测量轮廓术研究现状和发展趋势，并简要阐述了实现PMP位相测量轮廓术三维显示的主要工作流程及其技术难点。第二章详细介绍了光学位相检测技术的发展和特点，并探讨了已经存在的三种光学位相测量轮廓术，包括莫尔轮廓术、傅立叶变换轮廓术和位相测量轮廓术。第三章详细探讨了本系统所设计到的硬件部分各个种类。第四章主要介绍了本系统中运用到的各个相关的知识点，包括电子光栅、动态链接库、OpenGL解调、解包裹算法以及高度算法等相关的理论知识。第五章为本文系统实现部分，包括系统设计和功能说明，以及结果的分析。第六章总结了本课题所作的研究工作并对进一步的工作进行了展望。