网格法是一种结果比较直观的光测实验力学测试方法，20世纪60～90年代初期其在裂纹尖端的变形分析、相变的规律研究等方面得到了较好的应用。针对网格图像的变形信息提取的问题，1995年戴福隆、杨宏伟等将二维傅里叶变换法应用于正交网格法的频域分析中，同时获得了正交网格的二维位移场和应变场信息。随后，基于二维傅里叶变换的频域分析方法在光栅、条纹、点阵等变形分析中得到了应用、推广和发展。高分辨显微镜的发展使得晶体材料的原子晶格图像可以被观察和记录，而被直接作为变形载体。1997年法国学者M.J.海奇等将二维傅里叶变换频域分析方法进一步发展，在原子晶格图像的变形分析中，正式提出了几何相位分析方法。区别于正交网格法，几何相位分析方法可以分析任意方向的二维格栅图像。后续有许多学者从各个方面研究了几何相位分析方法，包括局部晶格的定义、基本方程、窗函数的选择及大小、位移和应变的关系求解、图像的质量提高等。几何相位分析方法已经成功应用于高分辨电子显微学领域，并逐步扩展到实验固体力学的不同应用领域。

几何相位分析法是利用晶格图像的频域信息研究晶体材料的变形。其过程可以表述为：①利用高分辨电子显微镜得到晶体材料的高分辨像；对图像进行二维傅里叶变换，即相当于对实验样品做了一次电子衍射，可以得到一副衍射图像（功率谱或频谱图），图中的每一个衍射斑点都包含了与这个衍射斑点和图像中心点连线垂直的一组晶面图像的变形信息。②选取其中一个衍射点，进行二维傅里叶逆变换即可得到一个包裹的相位场，进行逆变换时可选择不同的窗函数，如高斯窗、汉宁窗、三角函数窗等。③对包裹的相位场进行解包裹，可得到一个解包裹的相位场，称之为变形相位场。④解包裹可使用多种算法，如行列算法、最小二乘算法、质量引导算法等。⑤在得到的解包裹相位场中选择一块认为未变形的区域作为参考区域，并构造出参考相位场。⑥变形相位场和参考相位场的差值代表了选取的衍射点的方向上晶体的变形，两者的差值与晶体材料的位移存在定量关系，代表该方向上的晶体间距变化；对位移场求微分即可得到晶体材料的应变场分布。

几何相位分析初始应用于高分辨电子显微学领域，主要分析纳观尺度晶格的位移/应变，已经成功应用在了Si/Ge异质结构界面、小角晶界、多种材料刃型位错测量等多种纳观晶体的应变场计算。此外，在具有周期性结构的光栅、点阵、网格、条纹、格栅、原子晶格等微观至宏观结构图像的相位场、位移场和应变场的分析中均可使用。借助其他多种制备格栅的技术可以实现不同尺度的结构、材料的变形计算。