随着智能手机、平板电脑、头戴显示设备的飞速发展,增强现实技术得到了人们的广泛关注。增强现实具有虚实融合和三维注册等特点。因此,虚拟物体的真实感呈现和相机位姿的准确实时恢复是其中的两个关键问题。围绕着增强现实中的这两个关键问题,本文深入研究了三维物体的真实感纹理生成和三维物体跟踪注册,分别提出了一个半自动的高质量纹理生成方法和一个三维物体跟踪方法,有效提高了增强现实应用的用户体验。总体而言,本文的主要贡献如下:1)对于真实感纹理生成而言,它需要解决的问题是如何产生更加逼真的纹理信息,然而为了保证纹理表面的光测度一致性,目前主流的全自动纹理生成方法都会不可避免地产生纹理失真的现象。为此,本文提出了一套半自动的高质量纹理生成方法,该方法包含了自动纹理映射和交互纹理修复两个部分,通过对现有纹理映射算法的优化和加入人工的后处理流程从而可以生成更具有真实感的纹理信息。2)对于三维物体跟踪而言,它需要解决的问题是如何稳定地求解相机位姿,目前主流的跟踪算法都是基于纹理信息进行特征跟踪,然而现实生活中部分物体本身没有太多的特征,甚至表面还会存在高反光,目前的特征跟踪方法无法很好地处理这些问题。为此,本文提出了一个针对缺乏纹理信息的三维物体跟踪算法,并将其与现有的SLAM系统进行了融合,从而实现了对于陌生场景中已知三维物体的稳定跟踪。实验和对比结果表明,本文提出的半自动纹理生成方法可以有效提升纹理映射的质量,同时所提出的融合跟踪算法能够很好地对三维物体进行跟踪定位,可以满足增强现实的应用需求。