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增强现实系统中，虚拟物体表面的光影效果与真实场景中的光照情况一致是增强现实中真实感绘制的关键。本文提出了一种镜面小球结合标志点注册来估计真实场景中的多光源位置的方法，再将估算出的光源位置转换Virtools中实现虚拟物体的阴影效果和遮挡效果。首先通过标志点确定探测球相对摄像机的位姿关系，再获取不同角度拍摄得到的高光点在屏幕坐标系下的二维坐标，结合已知的摄像机相对于世界坐标系的位姿转换矩阵计算出高光点在世界坐标系下的三维坐标，然后再由探测球的几何信息和高光点的三维信息来推算出光源的方向。实验结果表明，该方法可以估计出场景中多个光源的方向，较好地实现了预期的效果，适用于复杂光源下的增强现实系统。