本实用新型公开了一种三维图像重构系统，包括依次数据连接的：图像采集单元，用于采集目标物体的全景图像数据；图像处理单元，用于规划采集路径并控制图像采集单元采集，以及处理全景图像数据获得物体三维模型；全息投影单元，用于将二维影像经过投影、反射、形成全息影像。本实用新型公开的三维图像重构系统的图像采集部分和全息显示系统部分均可根据场景的空间大小和资金多寡采用不同的实施方案，灵活性高、拓展性强，同时交互形式多样、体验效果良好，而且采用的全息投影方案成熟稳定、立体显示效果逼真，可广泛应用于展厅、会议室、实验室等多种场景。