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。

提出了一种基于多视角采样校正的大尺度多投影光场三维显示系统, 系统采用了360台投影仪环绕投影在直径3 m、高1.8 m的柱形各向异性散射屏上, 并在柱形屏内部精确重构出物体的三维光场。该系统能在360°范围内显示可供多人多角度同时观看的具有平滑运动视差的大尺度三维场景, 其中动态场景的绘制帧率达30 frame/s及以上, 具有流畅的动态效果。设计了一种宽场柱面屏幕投影镜头来扩展投影仪画幅, 并设计了一种基于相机多角度采样的光场自动校正方法, 用于校正宽场镜头引入的非线性畸变以及系统装配引入的误差, 实现了对360台投影仪光场的拼接融合。

集成成像三维显示技术是利用透镜阵列获取和显示立体图像的一种三维显示技术。本文首先综述了集成成像三维显示系统的特点，考虑其系统性能主要受分辨率、景深和观看视场角的限制，对近年来集成成像三维显示系统在增大分辨率、景深和观看视场角方面的研究进展做了综合论述，比较分析了各种改进方法的优劣。最后，对我国集成成像三维显示技术的研究现状进行了总结，并简述了本研究小组在该领域取得的若干研究成果。

研究了一种全屏体三维显示系统。以数字微镜器件 (DMD)作为空间光调制器 (SLM)，将三维模型的螺旋切片序列投射到高速旋转的螺旋屏上，由于视觉暂留效应，切片序列便被人眼感知为 360度可环视的三维立体图像。重点分析了基于全屏的成像空间的性能，研究了基于增强型体心立方 (EBCC)采样算法的体素化策略。实验结果表明，增强型 BCC采样算法较基于笛卡尔栅格的采样算法减少了 30%的体素量，同时避免了体素模型出现空洞；基于全屏的体三维空间超过原来半屏体三维显示系统的 4倍，生成的图像亮度均匀；在 400 mm×300 mm×250 mm的长方体形成像空间内显示的立体图像，可从 360°范围内任意视点裸眼观看。

结合在体元式三维显示(Volumetric 3D display)中比较有代表性的3种显示系统,在说明了体元式真三维显示系统的实现思路和方法的基础上,从应用的角度解析以DMD为核心构成的三维成像引擎在体元式真三维显示系统中的应用,并给出3种基于DMD的三维成像引擎架构,能够在不同层次上很好地满足真三维显示对海量数据实时、高速、精确处理的要求。

目前主要影响体三维成像质量的因素之一是死区，为此，基于体三维静态成像机理，针对国内现有体三维静态成像系统中存在的各种死区问题，如视觉死区、体素重叠死区、体素变形死区等，分析了各种死区成因，并相应给出了一些削弱死区影响的解决措施，如采用一体化背面投影光路结构设计、旋转螺旋屏成像的方式等，以便获得高清晰图像。最后在研究结果的理论支持下，构建了一种体三维显示系统。实验结果表明，该系统可以很好的削弱死区影响，获得高质量成像效果。