视觉是人类获取信息的主要途径，显示则是提供人们视觉素材的主要手段。人类将现代电子学和光学材料的发展成果运用于显示系统，可追溯到1896年阴极射线管CRT的发明，短短110多年，电子显示技术经历了从黑白到彩色，从模拟到数字，从小尺度到大屏幕，从箱体到平板的重要发展阶段。使显示图像细节的分辨率不断提高，显示临场感不断增强，显示图像带给人们的视觉享受日趋科学化、审美化。2007年在美国拉斯维加斯消费电子展上最大的电视机尺寸达108英寸，最高的物理分辨率达2560*1440，最薄的电子纸显示器不足1英寸。目前显示技术发展的一个重要方向是三维尺度的立体显示。这种显示机制更加逼近客观真实，它的实现有赖于人类对自身视觉感官功能的更深刻剖析和理解，也依赖于对更新的图像处理技术的探索、运用。本文提出了一种基于单片DMD构造自由立体显示系统的新方法，构建了一个新的基于单片DMD的自由立体显示系统。论文的主要研究工作和创新成果主要包括以下几方面：1、对DLP投影显示系统进行了基于光学器件物理特性和信号处理方法的独立设计；2、提出并实现了基于双目视差原理和单片DMD结构的自由(裸视的)立体显示系统；3、在视差图像的光路控制系统中，提出了一种“利于视差图像融合的帧分离方法及其装置”，不但可实现图像的2D／3D显示，而且可调节立体图像的景深。4、在光学驱动电路的设计中，采用了特殊的反射驱动设计。降低了光功率和显示分辨率的损失，较之常规的液晶光栅驱动方法，效率成倍提高。5、对3D数字视频图像在DLP系统上实现的理论和变换算法进行了研究。经系统仿真、测试，本文所设计和实现的基于单片DMD的自由立体显示系统达到了初步的演示效果。论文最后分析了系统存在的缺陷，讨论了进一步研究的方向。