增强现实是虚拟现实领域的一个前沿研究分支。增强现实通过三维图形技术和视觉跟踪技术,将虚拟物体与现实景象相结合,使得三维虚拟图形与现实的周遭环境从视觉上完美地融合在一起,以此达到增强现实环境的效果,人们可以通过增强现实来与虚拟物体产生互动。增强现实系统具有虚实结合与实时交互的特点,在医疗、教育、工业、国防、娱乐等许多领域具有广泛的应用前景。另一方面,随着计算机处理能力的不断进步,实时增强现实系统成为了可能。由于其广泛的应用前景和飞速发展的时代背景,增强现实应用有很大的需求,因此增强现实开发研究有重要意义。本文针对增强现实中引起注册错误的光学畸变、摄像机姿态检测误差、系统延迟三大问题分别进行了基于模式化的棋盘图像的摄像机标定、摄像机姿态检测算法中和注册算法分析,通过理论研究找到性能和稳定性的平衡,并且设计和实现了增强现实程序原型。同时,针对目前普遍存在的增强现实开发效率较低,可用性差的问题,设计和实现了标识逻辑支持类库,支持三种动态状态切换机制,有效改善了开发效率并提升了用户体验。最后,设计和实现了具有实时增强现实特性的动员仿真系统。本文改善了增强现实程序的性能和稳定性以及开发效率问题,最终对实际系统研发和终端用户体验有一定帮助和指导作用。首先,本文提出了标识逻辑机制,由此设计和实现了标识逻辑机扩展类库ExtARLibrary,提供了三种动态切换机制,有效提升了多重标识实时增强现实系统的开发效率和程序的可用性。其次,本文根据实际情况对基于NyARToolkit开发的程序原型进行了改进,并最终针对改进前后的程序原型进行了实际测试对比。改进主要包括两方面,从程序实现角度方面进行了模式文件识别中的模式匹配精度平衡和动态稳定性闽值调整,从场景补偿角度方面提出增强现实系统的场景光学补偿设想。最终找到了性能和稳定性的平衡点。本文实际开发成果为：1)基于NyARToolkit开发了基于多重标识的实时三维跟踪系统。2)在之前所做的标识逻辑机和多重标识实时三维跟踪系统基础上,开发了具有实时AR特性的教学训练系统和娱乐系统的原型。3)在2)的基础上,设计和实现了具有实时AR特性的动员仿真系统。