Las imágenes tridimensionales proporcionan una visión realista del mundo que nos rodea, de ahí el interés por reproducirlas de ese modo. Esto no solo es atractivo desde una perspectiva visual y recreativa, sino que aporta un gran valor al estudio en ciencias y medicina, y al análisis y detección en los procesos industriales. De entre las técnicas que hay para capturar y reproducir imágenes 3D reales, la de imagen integral es la única capaz de hacerlo con luz natural, de forma autoestereoscópica, con paralaje continuo vertical y horizontal, en tiempo real y con tecnología de consumo. Sin embargo, y aunque se han producido grandes avances en los últimos veinte años, la técnica aún presenta ciertos problemas que frenan su uso masivo. Entre ellos destacan su baja resolución lateral, la reducida profundidad de campo, un ángulo de visión muchas veces insuficiente y la aparición de imágenes fantasma más allá de ese ángulo de visión. En esta tesis revisamos los parámetros fundamentales en imagen integral y los comparamos con sus homólogos de imagen convencional. Sobre esta base, identificamos los problemas citados y presentamos dos métodos puramente ópticos para, uno, aumentar la profundidad de campo durante el proceso de captura; el otro, para evitar la aparición de imágenes fantasma durante la visualización y aumentar el rango de paralaje de las imágenes 3D.