近些年来,三维立体显示技术已经成为一个蓬勃发展的新兴产业。相对于二维显示,立体显示技术让屏幕上的形象更加立体,真实,给观赏者带来了前所未有的视觉感观。因此,三维立体显示在精密测量、医学、艺术图像再现、机械工程等方面的应用也越来越广泛。然而,在三维立体显示广泛应用的过程中,还有许多限制其普及的因素,这其中较受关注的就是视觉疲劳。视觉疲劳的存在不利于人眼的健康,也不利于3D技术的长远发展。本文通过分析三维立体显示技术在当今社会的发展现状及其应用,指出了研究视觉疲劳对于立体技术发展的重要性。通过对其产生原因进行研究发现主要存在于四个方面：辐辏和焦点调节功能之间的矛盾、左右眼图视差大小、左右眼图几何性歪斜以及左右眼图电气特性差。本文侧重于前两个因素,因为它们和人的生理特性以及立体图像成像原理有关,而后两个因素主要属于硬件方面的问题。文中深入研究了体视原理以及体视因素,从生理角度说明人眼疲劳的主观原因,同时对现有的3D显示技术进行了探究,从客观角度分析各类立体显示技术的实现原理及其产生疲劳感原因。文章中选取常见的双视差型三维立体影像为研究对象,基于其深度图提出了影响人眼视觉感观的三个客观疲劳因子：空间特性、时间特性以及场景变换特性,分别从不同的角度来解释疲劳原因。为了验证客观因子的合理性,进行了主观实验并统计了不同的实验结果。观影前后校对作业的错误率对比定性地分析了疲劳对人眼视觉功效的影响,而评分结果则定量地反映了人眼的主观疲劳感受。经过对相同立体片源的主客观检测结果的统计,及其相关性的计算,证明了二者之间具有较好的一致性。最终针对立体影像提出了一些可以减缓观看者观看立体视频时疲劳症状的措施。