增强现实技术因交互沉浸感强、真实与虚拟相互结合的优势在各个领域都得到了迅猛发展,但是在舞台艺术中的研究与应用尚少,其难点是多方面的,最主要的原因是舞台环境复杂,演员与显示系统难以实时交互,且机器无法理解人类,无法从演员动作中获取信息。因此传统的舞台特效大多通过视频播放获得,演员需要精确配合视频,严重限制了其发挥,且视频特效制作的成本高、时间长。对舞台艺术革新发展而言,这是一个具有深刻意义并急需解决的课题。本文针对该问题,研究并实现了基于多Kinect的舞台增强现实系统,该系统根据现场演员的舞蹈动作实时驱动特效并呈现相应的合成画面,使得舞台效果的呈现由演员自主确定,而不是被动的配合视频,完全解放了演员的束缚,有利于舞台表演艺术的发展。本文的主要工作如下:1、深入研究了Kinect关节跟踪技术,对其深度摄像头的工作原理有了详尽的了解,并对单摄像头情况下的关节跟踪进行了测试,分析总结了其所存在的问题。2、针对Kinect识别范围有限、自遮挡、关节位置抖动、骨骼长度不稳定等问题,研究实现了多Kinect关节数据融合方法,并利用ICP算法对Kinect之间的位姿变换矩阵进行修正。3、针对Unity3D组件式的开发方式,设计了基于消息机制的快速开发框架,相同层之间的消息直接传递与处理,不同层的消息通过消息中心进行转发,递交给目标层。4、深入研究了渲染引擎使用的粒子系统与材质系统,结合纹理融合等手段实现了特效系统模块,通过原生组件与程序共同控制粒子的运动与变化方式,效果丰富。5、结合Unity3D游戏引擎、Photon Server API、OpenCV图像算法库、Matlab dll以及Kinect SDK实现了一个基于多Kinect的舞台增强现实系统,系统运行效果良好。