裸眼3D全息投影是通过在照相胶片上记录光波的振幅和相位分布实现投影画面展示立体化的技术，全息技术通过记录被摄物体透射的光波中的信息来实现立体的视觉效果，通过拍摄利用光的干涉原理记录物体光波振幅相位信息，在激光的辐照下被摄物体形成漫反射的光束，激光束的另一部分用作参考光束以照射全息图，全息图与物镜光束重叠并且彼此干涉。物体光波上每个点的振幅和相位被转换为在空间中变化的光波强度。通过使用干涉条纹以特定的密度、形状和对比度被记录在全息介质（如照相胶片、光敏材料或数字传感器）中，成为包含物体全部光信息的 “密码”。当需要再现物体时，用与拍摄时相同波长的激光（或相干光）作为再现光照射全息图，全息图上的干涉条纹会如同 “光栅” 般对再现光进行调制：

一部分光波会按照物体原始的振幅（光强）和相位（光波的空间分布）信息重新组合，衍射出与原始物体光波相同的波前，形成一个虚像（与物体在全息图同侧，具有真实的三维空间位置和视差效果）；

另一部分光波则会形成与原始物体光波共轭的波前，产生一个实像（可在全息图另一侧用光屏承接，但可能存在几何失真）。

观众无需佩戴任何设备，只需从不同角度观察，眼睛接收到的不同方向的衍射光便会模拟真实物体的视觉线索（如视差、遮挡关系），大脑据此重建出立体感极强的虚拟影像。值得注意的是，裸眼 3D 全息投影的 “裸眼” 特性源于全息图对光波波前的完整复现，而非依赖双目视差或偏振分光等传统 3D 技术，因此其呈现的影像具有全视差特性—— 即使大幅移动视角，物体的纵深关系和细节仍保持真实连贯，仿佛真实物体悬浮于空间中。

这一技术目前已从实验室逐步走向应用：在舞台演出中，它能让虚拟偶像与真人歌手 “同台互动”；在医疗领域，可将 CT 扫描数据转化为全息立体模型辅助手术规划；在零售场景中，能以悬浮的立体商品影像吸引消费者驻足…… 随着计算全息、数字微镜器件（DMD）等技术的突破，未来裸眼 3D 全息投影或将进一步摆脱对激光的依赖，向全彩化、动态化、无需暗场的方向发展，真正实现 “所见即所得” 的沉浸式视觉革命。