在信息技术飞速发展的今天,增强人类视觉的感官体验以提供更全面、更复杂以及多元化的合成视图信息逐渐成为最吸引人并且最流行的挑战之一。随着计算机技术的不断发展,合成显示衍生出了许多不同的技术,如图像拼接技术,三维重建显示技术,增强现实技术等,它们不但在特定的领域得到了广泛的应用,而且拥有广阔的发展前景。本文着眼于图像拼接、三维重建、增强现实及其分别对应的配准问题展开研究与实践。对图像拼接技术,重点研究了基于特征点的图像配准方法,针对现有序列图像拼接方法中存在的排序问题和所能处理的图像的局限性,提出了一种结合相位相关法和改进的SURF特征点匹配算法的序列图像自动拼接方法。实验表明,该算法相对现有算法在实时性上得到了一定程度的提高,所得全景图视觉一致性良好,具有可行性和有效性。对三维重建技术,分别从摄像机标定和外极线校正、立体匹配、三维空间点重构等方面进行理论和方法上的讨论与研究,在此基础上,按照三维重建显示的主要步骤进行了系统性的仿真实验,实现了利用图割法进行立体匹配并获得效果良好的三维重建结果。对增强现实技术,研究并总结了单目摄像机下基于人工标识和基于自然特征点的两种虚实配准方法的原理和一般步骤,并基于增强现实系统开发包ARToolKit实现了基于人工标识的增强现实系统。通过实验表明,该系统具有良好的实时运行效果,起到了增强现实的作用。文章还研究了视频合成显示技术,实现了基于视频的图片叠加、字符叠加以及多窗口显示。