主要從事虛擬現實、增強現實、計算機圖形學、計算機視覺等方面的研究工作,重點研究真實感物體三維幾何建模、物體表面反射屬性建模、虛實融合等。近些年主持了國家自然科學基金、國家863計劃、國家科技支撐計劃、教育部科學技術研究重大項目、高等學校博士學科點專項科研基金(博導類)、國家文物局、北京市自然科學基金等科研項目。參與國家自然科學基金重點項目等多個項目。主持研發了數字博物館、數字科技館、虛擬裝配系統等應用系統。在國內外重要學術期刊和會議發表論文80余篇,包括在ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH Asia)、IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics、Computer Graphics Forum、Science in China Series F: Information Science、The Visual Computer (Computer Graphics International)、軟件學報等國內外一流期刊,以及Eurographics Symposium on Geometry Processing、Graphic Interface、IEEE Virtual Reality、ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology等國際一流會議上;出版學術著作1部;獲中國發明專利授權19項。獲國家科技進步一等獎1項,教育部科技發明一等獎1項。