为了将虚拟对象与真实场景无缝融合，开发者们会结合使用空间映射、光照估计以及材质/着色技术。这些方法确保虚拟元素与物理环境的几何形状、光照和表面属性对齐。ARKit 和 ARCore 等框架为此提供了基础工具，但自定义实现通常需要额外的优化。
首先，空间映射和跟踪至关重要。诸如同步定位与地图构建 (SLAM) 等技术使设备能够理解其相对于环境的位置。例如，ARKit 使用视觉惯性里程计来跟踪设备的移动，同时构建表面的 3D 网格。深度传感器（如 LiDAR 或飞行时间相机）通过捕获精确的距离数据来增强这一点，从而允许虚拟对象与真实世界几何形状交互，例如虚拟球在真实桌子下滚动。遮挡处理（即真实物体阻挡虚拟物体）是通过比较来自场景的深度图并相应地渲染虚拟内容来实现的。这确保了虚拟角色可以出现在真实沙发后面行走。
其次，光照估计使虚拟对象与真实场景的光照相匹配。AR 框架分析摄像头输入以检测光源、方向和强度。例如，ARCore 的环境 HDR 模式捕获球面谐波以近似环境光，使虚拟对象能够投射与房间一致的阴影。开发者可以通过从摄像头馈送采样像素亮度或使用机器学习模型来预测光照条件，从而进一步改进这一点。一个常见的例子是调整虚拟灯的光芒以匹配真实灯泡的暖色调。动态光照更新（例如，当用户打开窗户时）确保条件变化时的一致性。
第三，材质和着色技术使虚拟对象看起来像是真实存在的。基于物理的渲染 (PBR) 模拟光与表面的交互方式，使用反照率、粗糙度和金属贴图来复制真实材料。例如，虚拟金属桌腿应反射附近的颜色，并在近距离检查时显示细微的划痕。反射探针或屏幕空间反射将虚拟表面与环境融合，例如使虚拟汽车的挡风玻璃反射经过的树木。诸如运动模糊或环境光遮蔽（例如 Unity 的遮挡剔除）等后期处理效果通过使光线自然难以到达的缝隙变暗来增加深度。这些细节与基于物理的动画（例如，虚拟旗帜在真实的风中飘扬）相结合，创造了连贯的体验。