本发明公开了一种三维重建系统、相位计算方法和三维重建方法，系统包括预配准相移条纹投影装置、左成像装置、右成像装置、正弦条纹结构光模板和测量控制模块，预配准相移条纹投影装置通过电子切换的方式进行分时投影，并通过正弦条纹结构光模板投影出N幅正弦条纹结构光图像，照射在需要三维重建的物体表面，左成像装置和右成像装置接收预配准相移条纹投影装置发出的同步控制信号，根据同步控制信号采集被正弦条纹结构光图像照射的物体表面图像作为三维重建图像传送至测量控制模块，测量控制模块根据接收到的三维重建图像完成三维重建，N≧3且为整数。解决了三维重建系统图像采集速度受投影装置的投影帧率限制的不足。