现实的世界是三维的世界。随着社会与技术的发展，满足人们观看需求的已不再是普通的二维显示，而是能够反映真实世界的三维显示。目前出现在人们生活中的3D显示，都需要观看者佩戴眼镜，而不需要佩戴眼镜的裸眼3D显示,由于其视点固定、串扰大、亮度和图像分辨率都有很大损失等缺点，也仅处于体验阶段，尚未进入人们的生活中。作为大屏幕的投影显示，自由立体投影显示在视点、串扰、亮度、分辨率等方面都有很大优势，目前有文章对其做了一定的介绍和研究，但并未系统深入研究。为了实现不损失图像分辨率、保证图像亮度、减小图像串扰、增加人的观看自由度，使得人们在体验自由立体显示时的感受更趋近于真实世界，本论文通过对基于柱透镜光栅的定向透射式自由立体投影显示、基于棱镜光栅的定向透射式自由立体投影显示以及基于棱镜光栅的定向反射式自由立体投影显示的研究，得出了如下结论：A.基于柱透镜光栅的定向透射式自由立体投影显示该方案可以实现自由立体投影显示；可实现近二十台投影仪的近二十个立体视差图像的显示，视点多，达到20个以上；串扰小，亮度高，不损失图像分辨率,且每个3D视点宽大能达到40mm左右，观看自由度高；当投影距离大于最佳投影距离时，可以通过漫反射屏光栅减小焦线宽度，最终达到消除重叠视区而减小串扰的目的。B.基于棱镜光栅的定向透射式自由立体投影显示该方案可以实现自由立体投影显示；最多只能实现两个投影仪的一幅立体视差图像的显示；有多个视点，但串扰小于10%的每个3D视点宽度不到7mm，观看位置固定，亮度仅为普通投影显示的两倍左右。C.基于棱镜光栅的定向反射式自由立体投影显示该方式可以实现自由立体投影显示；可设置的投影仪最多，如5米范围可以实现76台投影仪的75个视点；串扰小，亮度高；定向反射屏的光栅结构较复杂，制作不易；屏幕大小有很大的局限性，观看视区在竖直方向上很窄，限制了观看者的高度；必须保证相邻棱镜面夹角为直角，定向反射屏不能弯折。D.方案的可行性：柱透镜光栅自由立体投影显示>棱镜光栅反射式自由立体投影显示>棱镜光栅透射式自由立体投影显示