近十年来,显示技术逐渐从传统二维显示向三维显示发展,市场上也涌现了不同类型的三维显示,诸如影院常用的助视式三维显示、任天堂游戏机的裸眼式三维显示、还有近年来备受关注的虚拟现实/增强现实（VR/AR）显示技术等等。三维显示技术更能真实地反映现实情况,给用户带来更大的视觉冲击,同时智能人机交互技术的引入也提高了用户的沉浸感,近年来已广泛应用于娱乐、教育、医疗等领域。5G技术的发展也推动了VR/AR技术不断克服瓶颈向前发展,整个三维显示行业欣欣向荣。然而目前不同类型的三维显示还是存在一些体验上的不足。其中本课题组研发的时空混合指向背光裸眼立体显示技术相比于其他三维显示而言,具有自然舒适、串扰率低、内容兼容性高、观看视角大等优势,但在其人脸跟踪等交互技术上还存在一些缺陷,以及面对新型的显示技术,其潜在的应用场景也需要进一步探究,对此本文做了以下几方面的工作:（1）从时空混合指向背光裸眼立体显示的原理出发,仔细剖析了每个给系统带来延迟的环节,并搭建了针对本显示技术的延迟测量装置,对系统总体延迟进行测量。根据测量的结果提出了预判跟踪的方法,有效地提高了本立体显示技术的人脸跟踪的及时性,进而提高观看的舒适度,使其满足市场的接受度。（2）基于本裸眼3D显示技术,探究了其在脑中风康复领域的应用。借助Unity 3D等三维引擎制作了虚拟康复训练场景,结合Leap Motion进行手势识别与跟踪,让患者在虚拟场景中进行趣味性训练,同时实时记录患者训练表现。训练前后结合Fugl-Meyer量表以及经颅磁刺激（TMS）进行训练效果的评估,各项结果均表明使用基于本裸眼3D显示技术的中风康复效果较传统康复训练更优。（3）基于本裸眼3D显示技术,探究了其在眼科学领域的应用,主要探究了其在智能视功能筛查的应用。本文结合微信小程序、MySQL数据库、C++等开发了智能视功能筛查系统。其相比传统视功能筛查而言,在确保准确性、可重复性等的同时,具有集成度更高、可实现无人自助化检测、无需单眼遮盖、筛查结果数字化管理等优势。