增强现实研究的目的是创造真实世界与虚拟世界的高度融合。其中,投影显示技术的优势在于是一种更自然的人机工程方法,理论上可成像在任意表面。通过增加投影仪的数量,更可近乎无限的扩充可视范围,任意的显示分辨率,来获得沉浸式的用户体验,是目前国内外增强现实技术研究的一个热点。多投影的显示效果必须是无缝的,给用户的体验就如一个投影仪投影的一般,所以几何与颜色的校准是保证在任意环境下任意表面上投影无缝隙图像的最重要技术。在总结国内外相关工作的基础上,考虑到系统的鲁棒性与易用性,论文提出了基于相机的几何和颜色校准算法。几何校准方面,采用统一坐标系的图像变换算法,将几何失真的两类形式置于一个算法流程中解决。通过投影棋盘格模式图,再由相机捕捉,来获取投影表面的几何信息反馈。用棋盘格模式的扭曲失真来模拟表面形变,将曲面问题细化为了多个平面问题,既保证了几何校准的准确性又兼顾了校准的时间效率。颜色校准方面,针对人眼的视觉特性和投影仪的光学属性,我们结合了边缘融合以及基于相机的光度一致性的方法,在光度上调整了原始图像,达到了一致性的要求,简化了预处理过程。整个校准算法能保证在复杂几何表面上生成基于用户视点的无缝校准效果。方法健壮且精确,使用民用设备即可很方便的实现并投入应用。在校准算法研究的基础上,本文利用通过网络互连的PC集群系统来代替传统的图形工作站,利用多台投影仪进行投影拼接。在通用的分布式绘制系统的基础上,做针对多投影应用的研究,开发了面向用户的多投影系统。系统在一次性的校准预处理之后,在环境不变的条件下,可以处理多种数据源,并同时实时的投影显示。本文突破了传统投影仪应用对于投影表面的约束,改进了原有的几何以及颜色校准算法,使其能够投影在复杂的真实场景中,更接近增强现实的要求,具有积极的研究意义。在应用方面采用分布式的架构,满足了灵活性与扩展性的要求,同时兼顾设备成本、精度等因素,使得多投影系统实施更便捷、成本更低,更具普及性。