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随着现代信息技术的发展，立体显示作为一种重要的信息技术也得到快速发展和广泛应用，受到了人们的关注。立体显示技术相对于传统显示技术给用户提供更加真实的临场感和沉浸感，带来了良好的用户体验。但是，由于技术和成本的限制以及立体成像原理和视觉系统工作机制冲突而引发的视觉不适和视疲劳极大的阻碍了立体显示技术的普及。因此，对立体显示用户体验的评估以及量化用户在观看过程中的不适程度成为了改善用户体验的关键。 本文针对当前较为流行的3D偏振显示器和头戴式虚拟现实设备进行用户体验研究，通过主客观两个方面进行了用户体验评估。与以往的研究不同，在客观方面，本文更加注重生理信号的分析和应用，包括心电和眼电信号。通过分析生理信号，结合用户主观打分，找到与用户体验相关的生理指标。在此基础上，对3D显示视疲劳进行了评估和建模，验证了模型的准确性。此外，本文还设计了虚拟现实用户体验评估方法，对虚拟训练系统的可用性、用户体验、认知负荷和任务绩效进行了分析，验证了虚拟训练的有效性。本文的主要工作如下: 1.提出了一种基于生理信号的立体显示视疲劳连续评估方法 通过分析国内外立体显示视疲劳研究现状，结合目前已有的主客观评估方法，分析方法存在的优势和弊端，找到了反映视疲劳的生理指标，结合主观打分，提出了一种基于生理信号的立体显示视疲劳连续评估方法。 2.通过视疲劳实验，建立了视疲劳多元回归模型、SVM分类模型和ANN模型。 在提出的视疲劳评估方法的基础上，利用得到的生理指标，结合先前的评估模型，针对偏振式立体显示器进行了视疲劳评估实验。提出了基于生理信号的视疲劳主观打分多元非线性回归模型、SVM多分类模型和ANN模型。三个模型均得到了验证，具有较好的正确率。 3.构建一套立体显示视疲劳评价系统 基于所提出的评价方法和模型，搭建符合标准的立体显示观看体验评价系统，包括观看环境、立体显示设备、生理信号测量装置等;并开发了在线问卷填写程序、打分程序、视频分析工具以及生理信号分析算法。 4.提出了一种基于主客观的虚拟现实用户体验评估方法 通过综合国内外虚拟现实用户体验评估方法，参考并提出了一种基于主客观的虚拟现实用户体验评估方法。该方法可以评估用户在虚拟环境中的视疲劳、舒适度、愉悦度、紧张感以及认知负荷。 5.进行虚拟训练对比实验，通过分析认知负荷和任务绩效，初步验证了虚拟训练的有效性。 设计并进行了桌球训练效果对比实验，研究了虚拟训练与传统训练之间用户体验的不同，分析了虚拟训练认知负荷和任务绩效与传统训练之间存在的差异，验证了虚拟训练作为一种训练方式的有效性。