三维显示技术能够提供物体深度信息,还原真实场景中的遮挡关系,受到各行各业的广泛关注。其中全视差光场显示技术能够还原三维物体的光场信息,重构具有全视差、真彩色、高动态的三维图像,被认为是最有前景的三维显示技术之一。然而,目前全视差光场显示系统还存在像质不高、图像跳变、视场角受限等问题,限制了其在各个领域的推广与应用。因此,非常有必要针对全视差光场显示系统的性能提升展开研究,以实现高质量的三维显示效果。本文的主要研究内容和创新点如下:（1）全视差光场显示系统的像质提升技术透镜像差是导致全视差光场显示系统像质低的主要原因,针对这一问题,本文提出了基于图像预处理的像质提升方法。本文基于波动光学理论分析了透镜阵列的波像差特性和再现三维图像的光场分布,利用滤波函数对基元图像阵列进行预处理以抑制透镜像差。仿真和实验结果说明提出的方法将再现图像的信噪比提高了 2.5dB以上,在45°视场角范围内重构了清晰的全视差三维图像。（2）全视差光场显示系统消除跳变图像的方法传统的全视差光场显示系统在视场角之外会重构空间遮挡关系错误的跳变图像。为了解决这一问题,本文根据全视差光场显示的光路分布分析了跳变图像产生的原因,并在此基础上提出并设计了一种消除跳变图像的二次成像光学系统,其中每个透镜单元只允许相应基元图像发出的光线通过。仿真和实现结果均表明,基于该方法实现了视场角为45°且消除了跳变图像的全视差光场显示系统。（3）全视差光场显示系统的视场角提升技术现有全视差光场显示系统的视场角窄,限制了其在桌面式三维显示领域的应用。为了解决这一问题,本文设计了由LED光源和菲涅尔透镜构成的细光束背光模组,并以此为基础优化了小焦距透镜阵列以提升系统视场角。由于视场角的提升导致系统分辨率的下降,为此本文基于分光棱镜和像素叠加的图像编码方法实现了空间体像素的复用。基于提出的方法,实现了视场角为90°的桌面式全视差光场显示系统。