增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上迅速发展而产生，是将计算机虚拟的物体或信息叠加到现实世界的一项技术，以丰富或增强人的感知能力。增强现实技术能够给人带来全新的信息体验，在军事实验室、高校实验室发端，到目前逐步走向了大众市场，被大众所知晓，并广泛应用于工业制造、医疗、军事、电视娱乐、导航等领域。　　增强现实技术作为一种新兴综合技术，在不断的发展和更新，同时也存在一些问题。例如有标记增强现实易受环境因素的影响，会导致虚拟物体叠加时易发生抖动或者注册失败等问题以及虚拟物体注册位置发生漂移的现象。无标记的增强现实基于自然特征的识别比有标记增强现实运用范围广，但目前无标记增强现实的跟踪注册著重研究在自然特征图片的识别追踪上，识别的距离受限于标识物尺寸，且少有人涉足远距离无标记的跟踪注册研究。同时，基于纸质标识局限于变换标识物、操作鼠标和键盘或触屏等既定物件进行交互，缺少融入人体动作的交互方式。　　据此，本文专注于研究增强现实系统体验中的信息稳定性与多元性。选取ARToolkit作为研究对象，梳理其纸质标识物识别的不稳定问题，重点研究环境光以及运动两大关键因素对纸质标识物识别带来的影响。同时，基于纸质标识的增强现实系统存在识别距离受限、识别稳定性易受环境因素影响、无法融入人机交互等问题，本文对Kinect传感器、摄像头等设备采集的信息以及手势交互信息等多元信息的融合，开发了基于PC平台的远距离无标记增强现实系统，能够实现远距离跟踪注册与自然的人机交互，通过人体手势的变化对虚拟物体进行交互控制。本文的主要工作如下:　　(1)提出了自适应光照算法和光流追踪算法，能够提高纸质标识物识别对光照的稳定性以及对运动的稳定性。　　(2)协同摄像头和Kinect传感器，提出了基于深度传感器的远距离无标记跟踪注册技术，实现了远距离的无标记跟踪注册，以摒弃实体化的纸质标识物带来的不便和标识物信息识别的不稳定性。自定义手势操作，融入自然的人机交互方式，改变了基于标识的增强现实系统较难引入自然交互的现状。　　(3)在远距离无标记跟踪注册技术和自然人机交互实现的基础上，利用OpenCV、OpenGL以及Kinect接口文档，研究并实现了基于PC平台的远距离无标记增强现实系统。该系统为无标记增强现实无法远距离识别的问题提供了解决方案，同时能实现自然交互行为。