虚拟视点生成技术是自由立体显示的关键技术之一。该技术是利用已有的视角图像在新视角下绘制出场景的图像,能够有效地恢复三维场景在不同视角下的信息,并且用户能够在不同视角间进行切换。本文就虚拟视点生成讨论了匹配的相关理论,为后面研究虚拟视点生成提供了理论支撑。本文提出了两种基于四维光场的虚拟视点生成系统(1)是基于光线空间的自由视点电视系统,(2)是基于液晶面板的四维压缩光场系统。对这两种系统进行了对比分析,基于光线空间的虚拟视点生成系统涉及匹配,插值和压缩,容易产生较大的误差,基于液晶面板的系统提供了简易的系统平台,真实的还原了原始的光场信息,相对具有一定的优势。本文就液晶面板形成的四维压缩光场提出一种基于非负张量分解算法的虚拟视点合成方法。该方法采用实际光场的信息,而不是以往方法中采用的的几何信息。此外,为了更好地使数据具有实际意义,非负张量因子分解(NTF)被我们所使用。首先为多层显示的张量表示,用N阶,秩为M张量表示的稀疏集合表示N层,M帧显示器发射的光场;然后将光场由非负张量因子分解的方式表示;最后,多层液晶的信息合成的压缩光场用于通过多重乘法获得任何虚拟视点。实验结果表明:该方法不仅使得原始光场以高质量恢复图像,其PSNR为36.9dB,而且弥补传统匹配的不足,可以从N个自由视点获得任何虚拟视点。