В прямой системе отклонения фазы из-за особенной структуры жидкокристаллического дисплея (LCD) и прозрачного дисплея (TD) свет будет преломляться во время измерения, что вызовет отклонение фазы. Поэтому был предложен метод компенсации ошибки преломления LCD и TD в системе. В этом методе обе дисплеи моделируются как единый прозрачный слой, используется алгоритм трассировки лучей для построения модели ошибки преломления в процессе измерения, анализируется путь распространения света и определяются параметры, необходимые для расчёта отклонения фазы. Затем, используя технологию трёхмерного зрения с оптимизированным алгоритмом доверительного отражения, были откалиброваны параметры преломления дисплеев, затем на основе геометрических отношений в системе проанализирован угол преломления в процессе калибровки. Наконец, используя выведенную формулу, данные глубины были скомпенсированы в системе, пиксельно корректируется отклонение фазы для улучшения точности измерения. Результаты экспериментов показали, что после компенсации ошибки преломления с использованием предложенного в этой статье метода, максимальная абсолютная ошибка кольцевого зеркального оправления уменьшилась с 33 мкм до 21 мкм, среднеквадратичная ошибка измерения вогнутого зеркала в сочетании с плоским зеркалом снизилась с 38,55 мкм до 24,92 мкм, полная точность системы может быть увеличена на 30% до 40%. Этот метод эффективно уменьшил ошибку преломления двух дисплеев и повысил точность измерения трехмерной формы зеркал в системе.