基于图像的建模和绘制技术(IBMR)是当前计算机图形学界一个极其活跃的研究领域,它直接使用图像重建三维场景,克服了传统的基于图形绘制技术的不足。但是研究一种鲁棒性好、精确度高、性能稳定和适用性强的基于图像的建模方法依然面临巨大挑战,并且具有重要的理论意义和实用价值。本文对IBMR技术进行了深入的研究,主要完成的工作有:1.直线提取和匹配技术:直线是图像分析中一个非常重要的中层描述符号,在计算机视觉领域有着广泛的应用。现有的直线提取和匹配算法虽然已经有很多,但是大部分都比较耗时,不能满足实时性的要求。本文针对机器人遥操作等实时性较强的应用,提出了一种基于直线支持区域的稳健、快速的直线提取和匹配算法。实验结果表明了该算法的有效性。2.规则物体建模技术:本文通过两幅图像中的匹配直线和基于物方的几何约束条件,实现了规则物体的快速建模算法,提高了建模精度,减少了人工交互,一定程度上实现了规则物体的自动建模。3.求解可见外壳技术:本文深入研究了Visual Hull算法的基本原理,用轮廓跟踪算法代替八叉树算法,改进并实现了一种用多幅图像构造可见外壳的方法,该方法可以非常灵活地获取场景中三维物体的几何模型;对于背景比较单一的图像建模,本算法与其他建模算法相比具有较大优势。本文针对不同复杂度物体的图像进行了测试,实验结果表明,利用该方法生成的模型准确、真实,能够满足虚拟现实的应用的要求。4.基于三维点云的三角剖分技术:本文针对可见外壳算法得到的三维物体的点云模型,改进并实现了一种直接对三维点云进行三角剖分的算法,本文用立方栅格对三维点云进行划分,有效降低了搜索区域,提高了搜索效率,并能得到空洞较少的高质量三角网格。实验证明该算法适应性广,具有准确、高效的特点。基于以上的研究成果,本文实现了一个简单的基于匹配直线的建模系统(StereoVision)和一个完整的可见外壳建模系统(VH),为进一步的课题研究提供了可靠的实验平台。