随着计算机图形图像技术的发展,仿真系统中单视点图像所营造的虚拟环境使人觉得越来越不能满足需求。用户希望像真实环境中一样能够感受到虚拟场景中的物体与用户之间以及物体之间的相对深度信息,于是立体显示技术逐渐被引入到大屏幕多人沉浸式仿真系统应用当中。本文结合人眼在真实环境中建立立体视觉的生理过程,分析了基于双目视差模型的平面幕立体显示的生理局限性,为了使生成的双眼图像视差在人眼的可融合范围内,提出了双眼图像间的视差控制方法。根据给定显示设备和虚拟场景的尺度,提出了一种精确计算虚拟相机分离距离的方法,该方法可以适用于不同的物理显示设备和不同尺度的虚拟场景模型。提出采用分割场景深度的方法,使近景物体映射到物理屏幕较大的融合范围内,从而增大近景物体的深度感知范围。搭建了大屏幕多人沉浸式CAVE立体显示系统,给出了适合于工程上搭建“经济型”CAVE系统的几种实现方法。提出了一套适用于CAVE的图像几何校正方法,通过重投影变换计算出B样条曲面控制点坐标并且绘制B样条曲面,将预存在纹理内存中的双眼视景图像分别映射到各自的B样条曲面上。通过对左右眼立体图像分别进行几何校正,实现了CAVE多通道立体显示的无缝拼接。通过调整B样条曲面的控制点坐标以及曲面阶数,实现了左右立体图像局部位置的调整以及图像平滑度的调整。CAVE系统作为六自由度仿真器的仿真环境支持平台,针对其视坐标系的建立,提出了初始VUP矢量的概念,将初始VUP矢量绕n矢量的旋转与虚拟相机横摇角的概念联系起来,由此得出任意VUP矢量的计算方法。作者将基于CAVE系统的多通道立体显示技术成功地应用在直升机模拟器和集装箱装卸仿真系统中。