3D显示技术的研究已经取得了重大进步，在不久的将来，3D显示会在娱乐、多媒体应用方面占据主要市场。以往的立体显示技术需要佩戴立体眼镜、头盔等辅助工具观看立体影像，虽然其立体显示效果较好，但是给观看者带来了很多不便与不适，而自由立体显示尤其是多视点自由立体显示技术对此进行了改善，使观众能够在较大的一个观看范围内自由观看立体影像，从而使立体显示技术得到了极大的发展与推广。在几种自由立体显示技术中，前置柱镜式立体显示在现有的平板显示器上附加柱镜实现立体显示，较为适用，是最有可能率先实现产业化的立体显示技术之一，所以成为目前立体显示的研究热点。论文工作期间，我们针对前置柱镜式自由立体显示技术的产业化关键问题，开展了以下研究：1.实现最优化立体显示效果的光栅参数设计柱镜光栅参数的合理设计可以保证视差图像的分离程度，直接关系到显示器的立体显示效果。因此我们对光栅结构、柱镜焦距、观察范围等主要参数进行了研究，以改善显示效果。通过研究光栅节距、柱镜焦距、像素同光栅距离等参数同观看区域和显示效果的关系，设计出最优化光栅。2.研究大尺寸柱镜光栅装配技术及工艺大尺寸显示器会导致结构上误差的增大，同时大尺寸的柱镜光栅在装配过程中如果出现光栅变形，将不能保证所设计的光学系统参数的正确性，从而导致显示器立体显示效果变差。要解决光栅形变、大面积光学粘接工艺诸多问题，我们对装配技术及工艺开展了研究，并研制出47寸立体显示器样机。3.研究视差图像获取与合成算法视差图像的获取与立体图的合成算法对立体图像的显示效果至关重要。基于此，我们开展了以下工作：基于3DSMAX的三维目标文件，通过分析和实验确定最佳立体显示效果的视差图像组获取方法；研究多视点图像的子像素排布规律，通过对子像素级排布设计，为自由立体显示器提供更好的立体显示效果。4.研究立体显示效果主客观评价及改善光栅参数设计及其加工误差、显示屏参数误差、装配工艺参数的误差等都会影响立体显示的效果。建立显示效果的主客观评价标准，就有可能从设计阶段引入评价参数进行建模分析，大大缩短设计周期，优化并大幅提高显示系统的立体显示效果，推动立体显示器的产业化进程。因此，我们对立体显示效果进行了主客观评价，并对一些敏感参数进行设计，尽量减小上述误差对显示效果的影响，进而改善立体显示效果。