随着计算机视觉研究理论与技术的发展,三维模型重建已然成为近年来的研究热点,越来越多的应用在各个方面,比如设计仿真、游戏电影制作、工业测量、文物保护、医学研究等。随着更加先进、更高精度采样设备的出现,其发展前景必然更加广阔。近些年来微软推出了Microsoft Kinect设备,目前基于Kinect的三维研究已经取得了一些成果与应用。本文基于Kinect数据采集设备进行了三维重建研究工作,Kinect能够同步获取彩色数据与深度数据,并提供了两种数据的匹配算法,具有数据获取速度快、效率高、成本低的特点,有很大的应用价值。本文首先简略介绍了三维重建的研究背景与意义、研究现状、实际应用,然后介绍了Kinect的构造、数据结构以及数据的获取,分析了其深度图像到深度数据的转化、深度数据与彩色数据的显示。立体物体的完整数据的获取需要进行多视角的数据采集并融合,多视角下的数据可由坐标旋转矩阵与平移矩阵配准到同一坐标系中。Kinect Fusion基于GPU并行计算实现了实时三维重建,操作简单。Kinect设备本身并没有定位功能,但是其提出了体元技术点云融合算法,在每一帧数据获取的过程,Kinect Fusion将新的数据与原有数据进行ICP迭代配准,得出相机相对于初始位置的空间变换矩阵,并进行数据融合。Kinect Fusion虽然快速方便,但是稳定性不够,容易追踪失败,追踪过程不易把握。本文考虑采用手动匹配点云数据,然后采用点云滤波与点云平滑处理,来提高点云融合的平滑度。Kinect的获取的原始数据包含了背景数据以及噪声杂点,需要对图像进行点云分割、滤波处理、平滑处理,然后利用OpenGL对匹配彩色信息的点云进行立体展示,这样效果更加逼真,并且输出点云雕刻文件。多视角的数据获取需要考虑多台计算机的通讯,可利用套接字通讯实现。PCL开源库是一个跨平台的点云处理工具,其中封装了众多常用的点云处理算法,功能强大。最终本文在Visual Studio 2010平台上结合OpenGL、PCL开源库实现了三维点云的采集处理与雕刻文件生成的系统模块设计,展示了一个三维拍照项目,效果良好。