增强现实(AR,Augmented Reality)技术是在虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术的基础上发展起来的一个新的研究领域。它是一种将真实世界的场景与计算机生成的虚拟物体相结合的技术。虚拟现实强调的是对现实的一种完全的虚拟,是用户的沉浸感。而增强现实强调的是对现实的一种增强,也就是虚实结合。随着相关技术的不断发展,AR技术已逐渐应用于影视、娱乐、建筑、工程设计、医疗、军事、教育和旅游等领域。在早期的研究阶段,人们研究的重点主要是三维注册技术。近年来,随着三维注册技术的不断完善,人们已经开始把研究的重点放在增强现实场景的真实感方面。而解决虚拟物体与真实场景之间的光照一致性问题是实现真实感的重要手段。目前的光照一致性技术主要通过辅助测光设备获取真实场景的光照分布图像,能够实现真实的光照效果,但是由于测光设备比较昂贵,所以不利于普通实验条件的光照研究。本文在介绍增强现实系统的组成、特点和三维注册技术的基础上,重点阐述了光照一致性技术,并提出了本文的光照一致性算法——基于动态light map的一致性光照算法。该算法无需使用辅助测光设备,只通过普通摄像机拍摄的真实场景图像,分析真实场景中各个法线方向的光照关系,生成light map,并根据每一帧图像实时更新light map。利用light map所记录的环境光照可以实现虚实一致的光照效果,且能够适应光照变化的场景。在理论研究的基础上,本文还对基于视觉的增强现实系统的实现做了进一步探讨,在visual studio 2005开发平台上实现了一个增强现实系统,并通过实验验证了本文的光照算法是实时且有效的。