集成成像技术是当前三维显示领域的研究热点，是一种基于微透镜阵列的三维场景获取和重现技术。相比于其它的三维显示技术，集成成像技术具有不需要观察者佩戴特殊的眼镜、记录过程不要求采用相干光源、产生的图像包含全真色彩以及连续的视差信息等众多优点，被认为是最有希望能实现全真三维显示的三维图像技术。　　 本论文首先讨论了当前各种三维显示技术的原理和优缺点，重点分析了利用微透镜阵列获取和重现三维场景的集成成像技术，并阐述了集成成像技术的发展历史和应用前景。接着，本论文详细研究了集成成像的系统结构和光学成像原理，并根据集成成像获取过程和重现过程中光学的和数字的图像形式、获取方式、重现方式之间的不同，讨论了全光学集成成像、数字采样集成成像、全数字集成成像三类技术。在此基础上，研究了集成成像图像质量的评估影响因素：视角、分辨率、景深，分析了系统参数对图像质量的影响，提出了改进方法。　　 传统集成成像系统的图像质量受到相应的光学设备，例如CCD和LCD的分辨率、微透镜阵列的工艺特性等等的限制。本论文针对光学集成成像系统的物理局限性，利用计算机仿真的方法研究了基于微透镜阵列的三维场景获取和重现。本论文在集成成像的获取过程研究中，分别在OpenGL和Matlab平台上仿真了三维场景的获取，解决了集成成像系统中的深度反转问题；在集成成像的重现过程研究中，在常用的小孔模型基础上，提出了基于高斯透镜成像原理的透镜模型，并分别利用小孔模型和透镜模型仿真了三维场景的重现。仿真结果表明，透镜模型相比小孔模型提高了重现图像的景深。