在增强现实系统中,为了实现虚实的无缝融合,光照一致性是必须解决的问题。光照一致性的目标是使虚拟物体的光照情况与真实场景中的光照情况相一致,虚拟物体与真实物体有着一致的明暗、阴影效果,提高对真实场景的增强效果,使用户觉察不到虚实的不一致。解决光照一致性问题的关键是如何获取真实场景的光照信息,准确的光照信息能够实现更加逼真的增强现实效果。本文研究了国内外增强现实中光照一致性的相关方法,采用了基于图像的光照与高动态范围图像解决光照一致性问题,提出了以下两种生成高动态范围图像的方法。1.提出了利用多幅曝光图像生成高动态范围图像的方法在实时增强现实系统中光照信息随真实场景中光照情况实时变化,需要更新高动态范围图像,为此本文提出了利用多幅不同曝光低动态范围图像合成高动态范围图像的方法。该方法根据虚拟物体反照率由相机成像函数推出每帧图像所需要的动态范围,使用包围曝光设置相机曝光时间,生成系统所需动态场景的高动态范围图像,由高动态范围图像求取光源信息、生成辐射度贴图,并使用色调映射技术把虚拟物体的光照信息情况显示到终端设备上。2.提出了采用逆色调映射与光源图生成高动态范围图像的方法为了提高实时性和通用性,提出了一种从单幅低动态范围图像扩展到高动态范围图像的方法。该方法首先使用逆色调映射作用于低动态范围图像得到初步的高动态范围图像,然后为弥补逆色调映射对高光区域动态范围恢复不足的问题,通过获取光源区域并计算光源强度求取光源图来解决该问题,最后光源图与初步的高动态范围图像进行插值来生成准确的高动态范围图像。为使系统具有更好的实时性与稳定性,使用帧间差分来判断是否需要更新光照信息。对上述两种方法分别进行实验,实验结果验证了本文提出的两种方法能够较为实时的、逼真的实现虚实光照一致性,第二种算法不受硬件设备约束,具有普遍性和实用性。