三维展示装置能够真实地反映物体三维结构。相较于传统的二维平面展示,运用三维立体显示技术,对精密齿轮齿面的强度分布、形貌误差等信息进行虚拟三维模型展示,表达的齿面信息更为丰富,信息呈现更为直观、简洁。本文以齿面形貌误差的直观展示为目的,设计并搭建了一套基于点云数据和自然手势交互的三维立体展示系统。首先对三维展示系统需求进行分析,确定三维展示装置的技术路线。在保证三维模型成像清晰的原则下,设计并搭建出三维成像装置。其次,根据三维模型立体显示的成像需求,设计了以STM32为下位机,采用红外传感器阵列的自然手势交互系统。通过传感器阵列模块、手势识别处理模块系统构建,实现了手势方向、手势速度信息的获取。同时设计了与上位机的串口通信模块,实现了对三维成像装置中三维模型的实时控制,验证了自然手势交互系统的可行性。针对投影仪作为三维展示系统影像投射源,三维模型图像失真的问题。本文采用一种单图像几何畸变校正结合帧缓冲技术的方法,对三维模型进行校正。首先在投影仪垂直投影于成像面时,对投影仪自身进行校正。其次依据本文中三维展示系统成像原理,在确保四面锥体外表面存在能够组合成三维立体模型的投影区域需求下,获取四面锥体外表面单投影图像的几何畸变校正参数。在片段着色器中,根据单投影图像的几何畸变校正参数,对帧缓冲内完整图像分区域调整纹理坐标,最终实现了三维模型几何畸变的实时校正。对比分析校正前后投影图像的尺寸、内角,结果表明本文设计的几何畸变校正方法能够有效校正三维立体模型的几何畸变。本文点云数据通过精确光线追迹法,建立仿真齿面离散化后的网格点数据,以及实测齿面与仿真齿面形貌误差信息。经过预处理得到相同格式的点云数据、通过数据映射将齿面形貌误差信息以颜色形式标注在仿真齿面点云,获取齿面点云三维模型前后左右四视图,最终实现了齿面三维模型立体展示。总之,本研究搭建了三维展示成像装置,设计了自然手势交互方案、提出了单投影仪多平面投影的几何畸变校正方法,编写了三维展示系统程序,最终实现了标注误差信息的齿面三维立体展示,丰富了科研数据的显示形式。