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传统的视觉图像只能以平面显示作为三维信息的展示方式,难以满足人们的需求。随着显示领域技术的不断发展,裸眼显示技术成为三维立体显示领域中的研究热点。集成成像裸眼3D技术是利用透镜阵列再现立体图像的一种真3D立体显示技术。因其具备无需佩戴任何助视设备、成像要求低、疲劳感低等优点,集成成像技术具有广泛的应用前景。但是,集成成像也存在编码耗时、观看视角窄、图像深度范围小、分辨率低等问题。尤其是编码算法时间复杂度高、编码耗时已成为阻碍集成成像技术发展的重要原因。提升三维成像算法效率将促进计算机视觉行业的发展,具有重要的市场价值和应用价值。本文主要研究了裸眼3D集成成像计算机模拟算法的改进方案,研究了物空间与像空间渲染技术,实现了基于VTK的集成成像编码技术,提出了基于OptiX的框架集成成像编码加速技术。用计算机模拟实现了以集成成像为原理的裸眼3D成像技术,以OptiX为基础开发了3D成像加速软件包,提高了裸眼3D成像速率。本文的工作主要包括以下研究内容:(1)提出并实现了一种基于VTK的裸眼3D成像方法。研究了集成成像裸眼3D技术原理及三维空间像素重组规律。根据集成3D技术特点,提出了基于VTK的裸眼3D成像技术方案,并设计实验测试了3D成像速率。从数据模型规模、硬件性能、光照和材质方面分析了VTK方案下3D成像速率,实验结果证明,基于VTK的裸眼3D成像效果较好,但成像速率十分缓慢。(2)提出并实现了一种基于OptiX的裸眼3D成像加速方法。研究了OptiX实时光线追踪引擎框架原理。根据集成3D成像技术特点,从OptiX Device端光线追踪环节寻找可加速的可能,提出了基于VTK和OptiX的加速技术路线,并设计实验测试了加速性能。从数据模型规模、硬件性能、光照和材质方面分析了OptiX方案下3D成像速率,实验结果证明,OptiX技术对裸眼3D成像速率有大幅度提升,得到的成像效果也较为理想。(3)完成了裸眼3D加速软件开发包的设计。以OptiX实时光线追踪引擎进行了3D加速包的软件开发,开发以Visual Studio 2015、OptiX 4.1.1为开发环境,C/C++为开发语言,Windows 10操作系统为开发平台,NVIDIA GTX 1070显卡和4K高清显示器等为硬件条件,并结合软件工程的系统方法,实现了裸眼3D成像加速。