三维显示以一种更加真实的方式向人们展示了物体的形状与深度信息。很早的科幻小说情节里就有虚拟人物的凌空出现,从那时候起,人们对三维显示追逐的脚步从没有停下。三维显示技术可分为立体显示技术、体积显示技术和全息显示技术。本文的主要研究对象为体积显示技术,开发了1套用于三维显示的单屏平动体积显示系统。单屏平动体积显示系统包括了上位机软件、伺服控制子系统、机械驱动子系统、光学成像子系统以及高速图像控制子系统。本文主要完成了机械驱动子系统和光学成像子系统的设计和分析,以及曲面体素化演示系统的开发和调试。在机械驱动子系统这部分主要分析了传动部件的运动精度和驱动机构的平衡。在光学成像子系统这部分主要进行了光路设计并分析了成像原理。在分析了面向函数曲面体素化算法和参数曲面体素化算法的基础上,完成了函数曲面体素化演示系统的编写。该演示系统可通过输入曲面的函数方程显示曲面图形,进行函数曲面体素化计算,显示体素化后的曲面图像以及截面图像,并将体素化结果封装成图像文件用于本文开发的体积显示系统。最后,针对不同类型的函数曲面进行了显示实验。实验结果表明单屏平动体积显示原理可行,显示图像正确。