自从显示设备诞生之日起,从显示设备中重现客观世界的立体感和真实性一直是人类的梦想。近年来,自由立体显示技术引起了国内外学者的极大兴趣,它能够再现景物的深度信息,使观看者获得立体感。虚拟视点生成是自由立体显示的关键技术之一,是指利用两个或多个摄像机拍摄的同一场景的图像生成此场景其他各个视点的图像,生成的虚拟视点视图可以满足多视点自由立体显示的需求。本文首先对立体视觉原理、立体显示技术以及虚拟视点生成技术做了论述。在此基础之上,以立体图像对为实验对象,通过特征点提取、特征点匹配、Delaunay三角剖分和图像变形技术生成新的虚拟视点视图。本文还运用基于Mean Shift图像分割权值的相关窗口匹配方法计算立体图像对的视差图,对视差图进行平滑后,通过视图插值、空洞填补和噪声处理绘制视点位于图像对中间任意位置的虚拟视点视图。最后,本文对基于特征点提取和基于区域分割的虚拟视图绘制算法分别进行八视点图像绘制和显示实验,并分析了去除误匹配、空洞填补以及图像分割中带宽参数对视差估计和视图绘制的影响。大量的实验数据和主观评价表明,本文的算法具有较好的效果,绘制的虚拟视图轮廓清晰,大部分纹理细节被保留,与原立体图像对结合后进行立体显示,立体效果明显。