La réalité augmentée (RA) est un domaine récent grandissant avec l'émergence des loisirs numériques. Dans le cadre de l'informatique graphique, cela consiste à ajouter des objets de synthèse dans une scène réelle filmée sans que l'affichage de cette modification paraisse artificiel.
Le domaine est exploratoire et demande des compétences pluridisciplinaires : rendu 3D, rendu basé image, vision, photométrie, reconstruction 3D, pour les plus importantes.
Cette thèse a pour but de développer une méthode de rendu réaliste pour la réalité augmentée avec des contraintes fortes de temps réel, de puissance de calcul limité et d'environnement réel non contrôlé. Ce problème peut être découpé en deux axes principaux :
- Afficher des objets de synthèse dans la scène réelle en tenant compte de l'éclairage ambiant et des différents éléments composants le décor pour les occlusions.

- Répercuter sur la scène réelle l'influence des objets insérés avec leurs ombres portées, ou de nouvelles sources de lumière.

Cette thèse rentre dans le cadre d'un projet qui a pour objectif de fournir une plateforme complète automatisée pour de la réalité augmentée mobile.