本发明提供一种三维跨界面成像方法，将石英缸套所围空间离散为多个体素层，并建立逆向光线追踪关系，以找到从CCD平面上的像素出发，穿过镜头中心到各体素层上的位置的唯一对应关系；然后通过线性插值将反向对应关系转换成各体素层到CCD平面的正向光路追踪关系，再从体素开始，正向计算从各体素块到像素的对应关系和投影权重，得到石英缸套所围空间中任意点到CCD平面的点扩散函数；最后通过点扩散函数实现放置于石英缸套中的待测目标在CCD平面上的成像；因此，本发明不需要多次迭代即可解决受限空间层析成像投影失真问题，能够显著提高解决受限空间层析成像问题的精度；同时适用于光学圆柱体、表面方程可以计算或插值的其他瞬态光学壁的受限空间层析成像问题。