增强现实 (AR) 中的逼真渲染依赖于使虚拟内容与物理环境的视觉和空间属性对齐的技术。 三种关键方法包括环境光照集成、空间映射和基于物理的材质模拟。 这些方法确保虚拟对象以令人信服的方式与真实世界的元素（如光线、表面和对象）交互。
首先，**环境光照估计** 使虚拟对象与真实场景的光照条件相匹配。 AR 框架（如 ARKit 和 ARCore）分析相机输入以检测环境光强度、色温和方向。 例如，放置在房间中的虚拟灯会投射与房间现有光源一致的阴影。 阴影映射和屏幕空间反射等技术通过模拟光线与虚拟表面交互的方式来进一步增强真实感。 阴影映射计算深度缓冲区以投射准确的阴影，而屏幕空间反射使用渲染的场景来模拟反射表面。 如果没有这些，虚拟对象可能会显得过于明亮或与周围环境脱节。
其次，**空间映射和遮挡** 确保虚拟对象与真实世界的几何图形交互。 深度传感器（例如，iPhone 中的 LiDAR）或 SLAM（同步定位与映射）算法创建环境的 3D 网格，从而实现遮挡 - 虚拟对象隐藏在真实对象后面。 例如，虚拟角色走在物理桌子后面应该部分被遮挡。 Microsoft HoloLens 等框架使用空间理解将对象锚定到表面，并随着用户移动调整其位置。 遮挡着色器和深度测试通常应用于渲染管道以处理这些交互。 如果没有准确的空间映射，虚拟对象可能会显得漂浮或穿透真实表面。
第三，**基于物理的材质和纹理** 模拟真实世界的材质属性。 基于物理的渲染 (PBR) 使用粗糙度、金属度和法线贴图等参数来模拟木材、金属或织物等材质如何反射光线。 例如，与哑光表面相比，虚拟金属对象会显示更清晰的高光和模糊的反射。 Unity 的通用渲染管道 (URP) 或 Unreal Engine 的材质编辑器等工具允许开发人员微调这些属性。 此外，实时粒子系统或流体模拟可以添加烟雾或水花等效果，这些效果会响应环境力。 这些细节确保虚拟对象看起来不会平坦或人为照明。
通过结合光照、空间和材质技术，开发人员可以创建与现实世界无缝融合的 AR 内容。 实际实施通常涉及利用 ARCore/ARKit 等 SDK 获取传感器数据、使用游戏引擎进行渲染以及通过细节级别 (LOD) 缩放等技术优化性能以保持帧速率。