经过多年发展,平面显示技术已完全融入人们生活的各方各面,能够将各类信息以清晰直观的平面图像形式表现出来。但是平面显示不能表现出真实世界的场景深度信息,研究者们从未停止过寻找一种有效的高还原的三维显示。现在,以立体电视、立体电影为代表的立体显示技术正在蓬勃发展,带动更多新型显示设备取代传统平面显示设备。但是立体显示技术不能提供运动视差,而且人们在观看立体电影或其他立体显示设备时,必须佩戴眼镜、头盔等辅助设备,这些缺点给观众带来诸多不利。为了与立体显示技术区分,研究者们提出了“真三维”显示的概念。真三维显示是一类众视点裸眼三维显示技术的统称,能够让多名观看者不须佩戴眼镜,从任意多个方向上都能看到立体效果。其中,多投影真三维显示技术集多种优点于一身,显示效果上没有明显缺点,被认为是现有技术水平下最接近“真三维”终极目标的显示技术。要在多投影真三维显示系统上达到一种逼真的、沉浸的真三维显示效果,一个关键问题是如何获取和生成投影阵列图像集,同时避免出现深度反转问题。本论文在广泛借鉴现有深度反转解决方法的基础上,将多投影真三维显示技术路线与光场重构理论结合,分析了投影仪图像到空间光场的转换关系,提出了一种新型的利用四面体变换生成投影仪图像的渲染算法,实验结果证明成功解决了深度反转问题。任意的三维模型数据都可以经过四面体变换一步渲染成每个投影仪的输入图像,最终在屏幕上正确地显示出来。本论文在四面体变换的基础上进一步研究,针对多投影真三维显示的锯齿问题,提出并实验验证了一种面向多投影真三维显示的多帧混合三维抗锯齿算法。本论文还结合了多投影真三维显示组成结构的特征,提出了一种基于深度增强三维视频面向多投影真三维显示的投影仪内容合成方法。最后总结了本论文的贡献和创新点,指出了有待提高的空间,为后续研究工作指出了新的工作方向。