随着显示技术的快速发展,传统的平面二维显示方式已经不能满足观众的需求,三维立体显示技术应运而生。基于三维视觉线索呈现的三维空间信息,由于可以带给观察者身临其境视感,而广受关注。但现有的成熟三维显示技术,都是基于双目视差的体视技术,其单目深度线索的缺失,也带来了一些问题,尤其是聚焦-会聚冲突引发的视觉疲劳,是目前三维显示技术进一步发展面临的技术瓶颈。本论文针对聚焦-会聚冲突导致的视觉疲劳问题,从生理和心理层面分析了人眼形成三维感知的视觉机理;在四维光场函数的基础上,提出了超多视图光场三维显示理论;在此理论基础上,成功设计和实现了无聚焦-会聚冲突的投影式超多视图光场三维显示系统。最后,对系统进行了优化和原理性的实验验证。并得出以下结论:在理论提出中:基于全光四维光场函数,提出了超多视图光场显示理论。在系统搭建中:基于超多视图光场三维显示理论,成功完成了投影式光场三维显示系统的搭建;成功设计了投影式超多视图三维显示系统的算法,针对DDR内部与视频显示输出的频率不同而设计视频读出异步FIFO,针对请求调度过程中,多路请求优先级处理的问题而设计DDR3仲裁,针对视频播放时可能会发生丢帧而造成光阀与视频之间的不同步而采用图像拼接的方式。在系统优化中:得出取景相机最优参数为视角35°,焦距57 mm,拍摄深度为2000 mm时,出屏景深可以为1200 mm;校正了图像串扰失真,减弱了串扰效应的影响;系统视差均匀性分析中得出当光阀横向排列时,更接近人眼的观看自然物体时的状态。在实验验证中:所搭建平台通过单眼移动视差和连续的离焦模糊实验验证,观察出平滑的移动视差现象,CCD可以自然聚焦于任意深度场景,表明聚焦-会聚冲突问题得到解决。最后:对显示系统中关键器件液晶调制元件进行了增透处理,期望整体提高液晶的透光性能,实现更舒适的观看效果。