本发明公开了一种非平面光栅式3D自由立体显示屏，其特征是采用非平面2D显示屏加装光栅构成，显示的立体场景不会因显示屏是曲面而变形，实现平面光栅式3D自由立体显示屏同样的立体场景显示效果。本发明采用一种投影变换方法实现平面光栅式3D自由立体显示屏的立体场景在非平面光栅式3D自由立体显示屏上不变形地显示出来。本发明的显示系统具有紧凑的特点，特别使更大更复杂的立体场景得到效果很好的完整显示，同时避开了拼接型光栅式3D自由立体显示屏的技术难度。本发明丰富了光栅式3D自由立体显示器的种类。