增强现实技术是一种将真实场景同虚拟场景融合的技术，它的目标是解决真实场景视频和虚拟物体的无缝合成问题。AR现在主要的研究工作集中在跟踪、注册和交互技术方面，光照方面现阶段虽然也有少量的研究，但大多数都着重于生成高质量的图像，忽略了AR系统的实时性要求。本文研究了增强现实系统中普遍存在的真实场景与虚拟场景间的光照问题，并提出一些解决方案，不仅增强了虚拟场景的真实感，同时也保证了AR系统的实时性。作者主要的研究工作体现在以下几个方面： 解决虚实光照差异的首要问题是采用面向实际光效的虚拟光效恢复方法。首先，虚拟光源的位置要与真实光源保持一致，若真实光源在场景中移动，虚拟光源的移动应该与真实光源保持一致。本文使用磁力跟踪系统，在光源上安装了磁力跟踪接收器，跟踪真实光源的空间姿态，并将跟踪到的数据转换到虚拟场景坐标系，实现了虚实光源的姿态一致性。第二，选择适合的光照明模型表现真实场景光照效果。第三，阴影是表现光照真实性的另一个重要方面，为保证AR系统的实时性，采用平面阴影的方法。 然后，本文提出了光照明模型中所存在的不足之处并对其进行改进。在通常情况下，环境光值取默认值或由手工设定，从而影响了环境光的精确性，影响到整个光照明模型的精确性。针对这一情况，本文提出精确恢复环境光的两种方法：时间插值法和基于图像的插值法。这两种方法提高了环境光的精确性，从而增强了整个光照明模型的精确性，并对Phong光照明模型进行改进，提高了Phong模型的精确度，同时不影响光照计算的实时性。 最后，本文给出了将真实场景和虚拟物体融合并显示给用户的技术——合成显示技术。该技术主要包括两个方面：首先，虚实摄像头保持一致，然后再实现虚实视频的合成。本文在真实摄像头参数已标定的基础上，先用真实摄像头参数校正虚拟摄像头，实现了虚实摄像头一致。然后通过对OpenInventor的研究，创建了一个新类实现了虚实视频的融合 。