提出一种基于双层半色调图像联合编码的光场显示装置。该装置由准直背光、双层菲林片、滤光片、非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜组成。菲林片用于显示半色调光场编码图像，滤光片用于实现红绿蓝三色通道，非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜用于调控光线的出射方向。为了实现超多视点和高灰阶的光场显示，利用双层菲林光场编码提升视点数目，利用半色调图像联合优化方法合成双层菲林结构上的光场编码图像，扩展灰阶范围。在验证实验中，实现了超多视点、高灰阶、彩色的三维光场显示效果，视点数量达到165个，灰阶达到256×256×256。

提出了一种基于视点分段式体像素的大视角全视差桌面式光场显示系统，采用了定向准直背光和反贴于分辨率为7680 pixel×4320 pixel的液晶显示屏上的柱镜阵列，实现了100°的水平观看视角，并利用光学偏折膜和全息功能屏，在适用于桌面显示的正面观看范围内实现了离散采样光场的体像素重建。设计了一种能够根据多位观看者的空间坐标划分独立视区的视点分段式体像素，并推导了其与液晶显示屏上子像素的函数映射关系，实现了对观看区域的分段式图像编码。提出了一种可为处在不同观看区域的多位观看者同时提供正确全视差光场显示的透视关系校正方法，填补了光学系统固有的垂直视差缺失，实现了桌面式光场显示中错误透视关系的自适应实时校正。

近年来,超多视点光场显示设备取得了快速发展,呈现出视点数目越来越多、分辨率越来越高和可视角度越来越大的特点,而能够呈现的虚拟场景也越来越复杂。对现有的超多视点光场显示设备的虚拟立体内容生成技术进行了梳理与总结,指出了各个技术适用的情景与优缺点。总体来说,面向超多视点的大规模虚拟场景的高质量实时光场内容生成技术还存在许多不足,需要研发全新的渲染体系才能突破现有算法的瓶颈。

为实现自然的三维光显示, 需按照真实物体的呈现方式, 且同时保证双目视差和平滑的运动视差。回顾国内外三维光显示的研究现状, 重点介绍北京邮电大学在密集视点显示、集成成像显示、光场显示和全息显示方面的研究进展, 认为全视差光场显示和全息显示是未来三维光显示发展的方向。

为了实现自然的三维显示，需要按照真实物体呈现方式同时具有双目视差和平滑的运动视差。增加视点数量并提供平滑运动视差通常需要大量的空间信息，依靠大量的数据信息最终可以实现模拟真实场景效果的目的。全息立体图可用于显示三维离散图像或一组三维的空间数据，具有良好的观测效果。给出了三种实现平滑运动视差的三维显示方法，显示效果等同于全息立体图。基于液晶显示屏生成的数字蒙版与高精度柱镜阵列，实验实现了56°角内1200个视点连续的三维显示。在50.7 cm×28.5 cm的显示屏幕上实现超过40 cm的景深。利用尺寸为1.3 m×1.8 m的全息功能屏幕、视频服务器、相机投影机阵列，可以实现高连续性三维场景再现，深度超过1 m。利用分辨率为3840 pixel×2160 pixel的50 inch(1 inch=2.54 cm)液晶显示面板生成的数字断层图像实现了具有连贯运动视差的三维显示。