基于微透镜阵列的裸眼3D印刷技术,无需借助眼镜、头盔等任何助视设备或观察技巧,即可实现360°全角度范围内的裸眼3D显示效果,能够显著提高产品的信息显示水平、趣味性和防伪性能,增加产品的视觉冲击力和感官体验,大大提升产品的附加值,在包装、印刷、出版、防伪、装饰、显示等领域具有十分重要的工程化应用价值。然而,目前基于微透镜阵列的裸眼3D印刷技术缺少必要的moiré显示理论分析方法,具体表现为:现有方法仅关注moiré图案的阵列放大特征,忽略了 moiré图案的空间方向特征和单元放大特征;其次,现有的基于微透镜阵列的裸眼3D显示大多是单色或多色色块的显示效果,不能实现不同阶调和层次变化的真彩色3D显示效果;另外,基于微透镜阵列的裸眼3D印刷技术工程化的成本高、效率低、不能快速响应生产任务,限制了其大规模的商业化应用。围绕以上问题,本文的主要研究内容和结论如下:（1）在现有几何变换方法的基础上,提出了针对正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列的,兼顾moiré图案周期放大、单元放大、空间方向等成像特征的moiré显示理论分析方法,详细推导出了 moiré图案的周期、方向角、周期放大率、单元放大率与微透镜阵列周期、微图文阵列周期以及两者叠合角度之间的数学关系。（2）选取了 5种典型情况:微图文阵列周期和微透镜阵列周期相等、微图文阵列周期略小于微透镜阵列周期、微图文阵列周期略大于微透镜阵列周期、微图文阵列周期为微透镜阵列周期的2倍,微透镜阵列和微图文阵列的叠合角度为0°、微透镜阵列周期不变而微图文阵列周期在一定范围内变化,采用Matlab编程语言对moiré图案的周期、方向角、周期放大率、单元放大率随微透镜阵列周期、微图文阵列周期以及两者叠合角度之间的变化关系进行了计算机模拟和分析。（3）提出了一种基于微透镜阵列的裸眼3D印刷集成工艺技术,即卷对卷的UV-LED紫外纳米压印工艺和高分辨率的UV胶印工艺相结合的工艺技术。详细介绍了微透镜阵列光学膜的纳米压印制造工艺流程和微图文阵列的UV胶印制造工艺流程;从PET承印基材性能、UV-LED紫外压印光刻胶性能、压印力、压印速度等方面对微透镜阵列光学膜制造质量的影响进行了研究和分析;从CTP出版分辨率、印刷速度和印刷压力等方面对微图文阵列制造质量的影响进行了研究和分析。结果表明,所用的PET膜具有良好的表面平整度和透光率,非常有利于微透镜阵列的成型制造和微透镜阵列光学膜优良光学性能的呈现。所用的紫外压印光刻胶具有较低的黏度、良好的界面性能和较小的固化体积收缩率,非常有利于光刻胶在压印过程中对模具凹槽的填充以及微透镜阵列成型和脱模过程的进行。对于微透镜阵列光学膜的紫外纳米压印制造:要选择合适的压印力,既要确保压印力的大小足以使光刻胶能够充分地填充模具凹槽,又要避免压印力过大使微透镜阵列的结构受到挤压变形,从而导致损坏模具;当压印速度控制在5 m/min-7 m/min时,微透镜阵列的复型精度较高且成型质量较为稳定,不会出现气泡缺陷或拉断缺陷。对于微图文阵列的UV胶印制造:随着出版分辨率的增大,微图文变得越发细腻,且网点扩大等图文变形现象也越不明显,微图文阵列的出版精度一般应选在12800 dpi以上;当印刷速度控制在20 m/h-30 m/h,印刷压力控制在0.05 Pa-0.15 Pa时,微图文阵列的印刷质量及裸眼3D显示效果相对达到最佳。（4）选取了 2种典型情况,分别计算和测试了 moiré图案周期、方向角、周期放大率以及单元放大率的理论值和实验值,并比较了理论值和实验值之间的差异;结果表明:2种典型情况下,moiré图案周期、方向角、周期放大率以及单元放大率的实验值和理论值之间的误差率都在2%以下,从而验证了第三章基于微透镜阵列的moiré显示理论分析方法的有效性。（5）提出了一种基于微透镜阵列的真彩色3D印刷微图文的设计和制作方法,即微结构半色调处理技术与微图文阵列处理技术相结合的方法。结果表明,新的设计和制作方法能够使得3D阵列元素大小不一、颜色各异,最重要的是能够呈现不同阶调和层次变化的真彩色3D显示效果。（6）集成工艺技术的应用可以实现良好的裸眼3D显示效果,能够使得微透镜3D印刷技术工程化应用的效率提高约90%,成本降低约33%,并能对生产任务进行快速响应,具有高度的灵活性。