增强现实(Augmented Reality)是在虚拟现实(Virtual Reality)技术基础上发展起来的,通过计算机系统提供的信息增强用户对现实世界的感知,并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中,从而实现对现实的增强。与虚拟现实相比,具有真实感强,交互方便的优点,可广泛用于工程设计、医疗、军事、教育、娱乐等领域。传统的增强现实显示技术主要为头盔式显示,穿戴笨重且不方便使用。投影显示作为一种新的显示手段,具有方便、快捷、清晰等优点,在日常生活及应用中已经被广泛使用,可以作为增强现实的显示技术。然而在实际使用过程中,投影显示却受到较大程度的制约,比如环境光的影响、投影屏幕的限制等。对于移动式投影设备来说,影响最大的就是需要白色的投影屏幕。为了解决这个问题,研究者们提出了光度补偿技术,利用投影仪相机系统,使得投影显示可以在普通的有纹理或色彩的平面上进行。但同时又引入了新的问题,首先投影开始前系统需要经过较长时间的校准才能正常投影显示;其次在显示过程中投影屏幕或环境光一旦发生变化系统必须重新校准,打断了原来的显示过程。这两个问题把投影显示变得复杂,限制了它的应用。本文首先研究了投影仪相机系统的几何映射关系,通过投影棋盘格的方法,建立投影仪和相机之间的几何映射。在此基础上,我们提出了一种静态场景下的光度补偿方法,具有方法简单,容易配置的特点,而且对硬件没有特殊要求,适合一般或临时性应用。但是这种方法在动态场景中无法工作。通过对投影仪相机系统的光度模型进行研究,我们发现投影仪相机的颜色混合矩阵反映的是系统物理属性,与投影场景无关,而且是全局一致的。在以上观察的基础上,本文提出了一种改进的投影仪相机系统辐射模型,它同时考虑了环境光,投影面反射率,和系统渐晕效应的影响,更加准确而且资源使用量更少。基于该模型,我们提出了一种动态场景下的自适应光度补偿方法,通过相机监视场景变化,然后重标定以更新内部参数。实验结果表明,本文提出的改进模型减少了资源使用量,加快了系统的初始标定过程;在动态环境下,通过相机监视场景变化,投影一张图片可以完成重标定过程,可以满足动态场景下自适应补偿的要求。