三维立体动画技术在影视、娱乐、教育和其它可视化展示领域被广泛应用。与其它方法相比,使用三维立体动画技术,可以实现三维立体制作流程中各个环节的人工精确控制,给观众带来更具沉浸感和真实感的视觉效果体验。当今的三维动画电影几乎均采用三维立体动画技术制作而成。其中,对立体视觉效果的评价是制作过程中不可忽略的一个环节。目前对立体效果的评价主要依靠专业人员的主观判断,受制作人员的经验知识水平和评价测试环境等因素的影响,工作量大并且效率较低。因此,一种直观及时的效果评价方法在加速制作周期、提高生产效率方面具有重要意义。针对该问题,本文提出了一个主客观结合的评价方法,可以在三维动画前期制作过程中对动画场景内容的视觉舒适度和立体感效果自动予以评价。本文首先介绍了与立体效果评价相关的一些技术和原理,包括双目立体感知原理、双目显示技术、双目立体信息获取手段和评价模型的建立方法。然后,围绕影响立体效果的两大指标——视觉舒适度和立体感,研究并设计了基于机器学习方法的视觉舒适度评价模型和基于几何映射关系的立体感评价方法,能对输入的三维动画场景的视觉舒适度和立体感效果进行打分和指标分析。最后使用面向商业制作的三维动画场景数据集对评价模型和评价方法进行性能测试。结果表明,本文的评价方法能够比较直观有效地对三维动画进行客观评价,与观众的主观评价基本一致,能提供给动画制作者一个立体效果的调节参考,具有一定的实用价值。