人們對視覺聽覺的追求總是趨向於真實再現，二維畫面對一般顯示應用而言可以很好的表達所需的中心思想，但在一些特定行業和領域，以及追求感官震撼的娛樂場所等地方，平面圖像就完全無用武之地，所以三維
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人們對視覺聽覺的追求總是趨向於真實再現，二維畫面對一般顯示應用而言可以很好的表達所需的中心思想，但在一些特定行業和領域，以及追求感官震撼的娛樂場所等地方，平面圖像就完全無用武之地，所以三維立體投影成爲這些領域的必備系統。需要立體投影應用的環境通常包括：航天/航海/汽車等行業的模擬系統，地質探測，藥品，建築，工程，製造，博物館，科研機構，影院，娛樂等等。以往並不常見的3D顯示方案演示，今年則逐漸開始了熱起來的趨勢。3D立體或沉浸環境影像的應用從高端到民用，應用可以說無處不在。高端包括爲工業及研究機構提供的基於虛擬現實、模擬防真技術的可視化解決方案，我們日常可接觸到的包括如科普場館等寓教於樂的三維立體顯示。
成像技術不斷髮展，像素越來越高，我們能夠在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩豐富、的視頻和圖形，但它們始終有一個限制，即它們是二維的。我們眼睛所看到的真實世界不只是簡單的平面圖像，而是具有景深的立體3維，這種感知3維的能力是視網膜不一致（或稱爲左右眼看一個物體位置的輕微偏移）的一個副功能。因此如果要設計一個立體投影系統，它必須要模擬人類在觀看物體時視網膜成像的這種視差。這種感覺暗示我們，看到的就是真實的（或幾乎是真實的），而不是平面的2維的。
立體的技術原理
由於人眼有4-6cm的距離，所以實際上我們看物體時兩隻眼睛中的圖像是有差別的。兩幅不同的圖像輸送到大腦後，我們看到的是有景深的圖像。只要符合常規的觀察角度，即產生合適的圖像偏移，形成立體圖像並不困難，這就是計算機和投影系統的立體成像原理。依據這個原理，結合不同的技術水平有不同的立體技術手段。從計算機和投影系統角度看，根本問題是圖像的顯示刷新率問題，即立體帶寬指標問題。如果立體帶寬足夠，任何計算機、顯示器和投影機顯示立體圖像都沒有問題。
投影顯示系統可以分爲三類：
主動顯示系統
被動顯示系統
光譜分割立體顯示系統
1）主動立體系統
主動立體投影系統的構成：
1.主動立體眼鏡 - 兩個交替開關的LCD鏡片
2.同步信號紅外發射器
3.正常工作時需要投影機的輸出刷新頻率範圍爲96-144Hz(左右眼交替顯示)
4.高分辨率高刷新率信號源
5.標準屏幕
用一臺輸出刷新頻率範圍爲96-144Hz的投影機將左右眼畫面交替顯示，實際畫面的刷新頻率爲48-72Hz普通銀幕，配置外部同步裝置和主動立體眼鏡，靠同步切換主動立體眼鏡來實現左、右眼的影像分離，立體效果很好。但是帶來的問題之一就是立體眼鏡的頻繁開關閃爍帶來眼睛的不適。
主動立體投影的光損很大，投影機輸出光線的利用率一定低於16%，因爲：投影機做立體圖象顯示時，輸出的左右圖像的實際亮度爲標稱立體亮度值（投影機說明書標稱）的45%（理想值爲50%），光線通過液晶立體眼鏡片後亮度至少要減少65%，因此剩餘的亮度爲45%*35% < 16%）。 如果亮度因素特別重要，用低亮度的投影機做主動立體顯示時效果不能令人滿意，例如亮度爲4000流明的投影機，實際主動立體亮度只有爲640流明。加之眼鏡成本比較高，因此這種顯示技術比較適合中等或中等以下的放映廳使用。
2) 被動立體系統
被動立體投影是基於偏振光原理的投影方式，其原理如下：根據光的波動學說，普通光的振動是全方位的。只有一個振動方向的光叫做偏振光。用特殊材料製成的偏振光透鏡，相當於一個由一組平行的細長縫組成的光柵。這個光柵只允許振動方向與細縫一致的偏振光通過。其他振動方向的偏振光則不能通過。用振動方向相互垂直的兩束偏振光把兩幅圖像投射到銀幕上，再用透光方向相互垂直的兩個偏振光透鏡觀看，兩隻眼睛就會看到不同的圖像，左眼只看到左邊的圖像，右眼看到右邊的圖像，從而得到立體影象。
基於以上的原理，在具體應用中是通過兩個投影儀生成一組具有雙目視差的圖像，此兩幅圖像重疊地投影在同一塊屏幕上。此時用人的肉眼觀察屏幕，看到的是帶有重影的三維實體。爲了能夠讓人的左右眼分別看到立體圖像組中的對應圖像，採用偏振片作爲啓偏器和檢偏器，使兩個投影儀投出的光束經過偏振後偏振方向相互正交，經屏幕反射後由檢偏器分別接收左右眼光束。檢偏器是一組相互正交且分別與啓偏偏振片偏振方向一致的偏振片，在觀察立體圖像時以眼鏡的形式被觀察者佩戴。光在傳播中，經過2片極化方向相同的偏振鏡片時，可以透光；在經過2片極化方向相反的偏振鏡片時，就不能透光。我們將2臺投影機疊加顯示，鏡頭前方分別安裝極化方向相反的偏振鏡片；而偏振眼鏡的鏡片也同樣是極化方向相反的。這樣，我們的左右眼只能分別看到某一臺投影機投射的畫面。這樣，我們的左右眼只能分別看到某一臺投影機投射的畫面。立體圖像經過偏振眼鏡檢偏後分別投影在兩個眼睛的視網膜上，使人的左右眼分別觀察到兩幅具有視差的圖像。影像播放部分的處理是將左右眼不同的視角畫面分別給到2臺投影機中，這就是雙機疊加的被動立體顯示。
單通道的被動立體顯示系統構成：
1.片源：被動立體片源；
2.兩臺投影機：兩臺投影機分別對應左右眼的圖象；
3.兩片偏振片：將兩臺投影機的極化方向與立體眼鏡對應的鏡片一致；
4.要求使用高增益金屬屏幕；
5.被動立體眼鏡 - 左右眼鏡片採用不同的極化方向。
偏振眼鏡的原理：光線傳播時，垂直傳播方向的360度都有光波震盪傳輸。光的偏振實際上是利用某一特定方向的光波進行顯示的原理。 以前的線性偏振的原理是偏振片方向不動，光只能以固定的角度傳輸，此方法的缺點是頭部不能偏移，因此現在已被淘汰。
圓周偏振技術的原理是光的偏振方向可旋轉變化，左右眼看到的光線的旋轉方向相反。基於圓周偏振技術，觀察者的頭部可以自由活動，因爲光線的方向變化不影響顯示。所以現在的被動立體顯示中通常選用基於圓周偏振技術的偏振眼鏡作爲檢偏器。
基於偏振原理的立體投影技術對屏幕的要求：
立體投影除了對屏幕的偏振性要求很高外，對屏幕的增益也提出了要求。立體投影過程中存在着嚴重的光損問題，由於技術的不同，光損程度從立體投影除了屏幕的偏振性要求很高外，屏幕的增益也提出了要求。立體投影程中存在着重的光，由於技術的不同，光程度從50%到80%不等。說到高增益，很多人很自然的就想到了金屬幕。雖然金屬幕的增益達到了立體投影的需求，但是金屬幕本身存在着嚴重的太陽效應和金屬眩光問題，這也會嚴重影響立體投影的顯示效果，無法達到滿意的效果。所以在選擇投影幕的時候要注意全面考慮幕的尺寸，弧度，增益以及視角等指標。
3) 光譜分割立體顯示系統
光譜分離立體成像技術是目前世界上最先進的立體投影顯示技術，完美的分離, 獨特的，舒適的，輕鬆的立體解決方案,特別是在被動式多通道立體投影顯示系統或被動式背投影立體顯示系統中，該技術的作用和價值尤爲特出。
光譜分割立體顯示系統利用光譜分割方法將左、右眼影像分離開，可以使用普通銀幕，配置專用眼鏡，成本不高，因此比較適合於銀幕較大的放映廳使用。
光譜分離立體成像技術這些先進的技術特性解決了目前多通道立體投影顯示領域兩個非常棘手的技術難題：一是基於偏振立體成像技術的通道間圖像之間存在的亮度和色彩差異；而且圖像的顯示質量、立體感和人的舒適性也得到空前的提高。光譜分離立體成像技術與傳統的偏振立體成像技術最大的區別在於它採用光譜分離的方法實現左右眼立體像的高度分離，根據不同色光的波長不同將圖像進行分離，沒有任何的信號轉換處理過程，因此也被稱爲被動立體成像。信號源本身未經過處理，也就不存在信號不同步問題。它不依賴於具有高增益指數的金屬投影屏幕，在漫反射的普通幕布上即可實現立體成像，而經漫反射幕反射後的光線方向是雜亂無章的，整個屏幕的光線反射不具有固定的方向性，這樣就和漫反射投影顯示系統一樣，無論觀察者的視點爲屏幕前的任何位置，均不會出現通道間圖像的亮度和色彩差異。也因此可以避免主動立體成像技術中因屏幕太大或多通道系統存在的“太陽效應”問題。
光譜分離光學過濾器還可將傳統的主動立體信號轉換成同樣刷新率的、感覺更舒適的光譜立體圖像輸出，觀衆通過使用光譜分離立體眼鏡可舒適地享受高質量的立體圖像效果。
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