为了定量研究光栅倾斜角度和串扰之间的关系，进而寻求适合的最佳倾斜角度，利用光路方程建立了串扰与光栅倾斜角度的仿真模型，同时对屏前3维空间内的水平方向和垂直方向的串扰进行了仿真。结果表明，光栅倾斜角度增加时，水平视区呈线性下降，而垂直方向视区变化趋势并非线性减少，而是呈阶梯状降低，对这种现象进行了合理的理论解释，得到了光栅倾斜角度和串扰之间的定量关系。该研究结果对设计倾斜光栅式自由立体显示器具有指导意义。

为了评价自由立体显示器的光学性能，以八视点狭缝光栅自由立体显示器为例，针对不同的视点图像，测量了不同视角下的亮度值与色度值，研究自由立体显示器的光学性能，其光学性能包括自由立体显示器的最佳观看位置、串扰、可视范围、亮度均匀性、色度均匀性和莫尔条纹。结果表明，这种测量及分析方法实现了对多视点立体显示器光学性能的定量评估，增强了评估立体显示器性能的客观性，对自由立体显示器的设计具有指导意义。

左右视图不协调是影响立体显示舒适度的重要因素之一, 色度偏差是不协调性的重要指标之一。ERP(event-relation-potentials),即事件相关电位, 与特定的物理事件或心理事件在时间上相关的电压波动, 通过叠加技术从EEG(electroencephalography)中提取的信号。ERP时间分辨率高、客观性强, 能够客观地实时地反应人类心理活动, 可以用于舒适度方面的客观评价。本文结合行为数据分析和ERP分析, 从色度偏差指标研究左右视图不协调在立体显示舒适度方面的影响。研究结果表明, 色度偏差可在大脑皮层诱发可测ERP信号, 色度偏差在20°以内被试感觉不到明显的不协调, 偏差等级越大, 被试的不协调感越强烈。ERP分析结果与行为数据分析结果相符一致, 说明ERP可以用来评价色度偏差产生的左右视图不协调对立体显示舒适度的影响。

对多视点自由立体显示的串扰成因进行了分析，推导出了无串扰观看点与光栅参数之间的关系；然后分别对垂直于显示器方向和平行于显示器方向的串扰进行了分析与计算，得到了屏前三维空间的串扰分布情况.仿真结果表明，沿显示屏幕垂直方向的视区范围大于水平方向的视区范围，而且在水平平行于屏幕的方向上，每一个视点存在多个理论无串扰观测点，但在垂直于屏幕方向上，每个视点只存在一个理论无串扰观测点.最后通过对屏前三维区域视点光强进行仿真，进一步验证了串扰计算的准确性，为自由立体显示系统的最佳设计与具体实现奠定了仿真基础.

立体显示技术是当今信息显示的前沿和热点方向, 其终端显示的图像质量也逐渐引起注意.本文针对立体显示过程中的质量问题, 给出了影响立体显示器显示质量的因素, 如串扰、可视角、亮度、双眼亮度差、亮度均匀性等指标的测量和评估方法.基于当前最流行的LCD显示屏和PDP显示屏样本进行了测试, 比较了不同尺寸和不同制式立体显示屏各种测量值之间的差异.通过分析实验数据, 得出了上述测量指标对不同立体显示屏的影响.结果表明: 快门式立体电视采用PDP屏幕的串扰度要远远低于采用LCD屏幕的串扰度, 拥有更广阔的可视角范围.

为了设计大口径透镜姿态调整机构，研究了三顶三拉调平结构布置方式的调节性能及其对受力变形和光束质量的影响。采用几何方法，得出了三顶三拉结构在任意三角形布置下升高量与调整角度变化的关系，定义了角度调整的相关系数; 利用有限元分析软件分析了3类支承点布置情况下调节平板的变形情况。分析结果表明，三顶三拉调整机构具有调整量可计算的特点，当调节平板的尺寸为580 mm×570 mm×20 mm，采用等腰三角形支承点布置方式时，重力引起的最大变形为12.51 μm。对采用了等腰三角形三顶三拉结构的透镜姿态调整机构进行了装校调试及打靶实验，结果证实了该布点方式对姿态调整的有效性和调整完成后精度的稳定性。