随着桌面3D打印机的普及,3D建模的需求也日益增加。基于建模软件的正向建模方法,技术含量高,设计模型所需时间长,而且主要针对机械零部件设计,很难构建复杂任意形状物体。本文采取逆向建模方法,利用基于多视图的三维重建代替价格高昂的3D扫描设备,可以方便快捷对非常复杂的实际物体进行建模。进一步通过数据格式转换和切片,即可进行3D打印。本文对基于多视图的三维重建及后续数据格式转换和切片技术进行了系统研究,论文的主要工作和贡献包括:实现了一套从视频拍摄到3D打印的整套工艺流程,主要包括视频清晰度检测与关键帧筛选、基于多视图的三维重建、从PLY点云到STL三角网格的数据格式转换、分层切片等四个步骤。实现了上述流程所涉及的各种算法,包括基于平均梯度法的图像清晰度检测算法、基于匹配特征点数目的图像筛选算法、PMVS三维重建算法等。基于上述流程,只要围绕实际物体拍摄一段视频,就可以重建该物体的三维模型,并转换生成切片数据,进行3D打印。针对三维重建不完整导致的空洞,通过体素可视化分析进行空洞定位,进一步提出了一种添加辅助图片构建最佳相机网络的方法,该方法首先估计需要补充的图像所在坐标位置,然后在视频序列中找到距离该位置最近的图片加入到重构序列中,对模型进行重建修补。针对PLY文件转换成STL文件后存在的错误,采用最小内角修补空洞的方法对空洞进行修复。当空洞是空间多边形时,通过计算环内各顶点外边的夹角,找到最小内角,生成与之相关的面片,如此循环,直到将空洞分成了全部由三角形面片组成的多边形。对基于几何拓扑信息的分层切片算法和基于三角形面片位置信息的分层切片算法进行了分析,结合这两种算法的优点提出了一种改进算法。即先根据Z值排序,再对正在被切片的三角形面片建立拓扑关系,然后再切片,切片后的线段有序,自动形成完整的轮廓线。实验结果表明,改进后的算法切片时间比目前主流的切片算法Cura切片时间用时减少很多。本文对多种物体进行视频拍摄、3D建模与打印,皆取得了较好结果,证明了整个工艺流程与算法的可行性与稳定性。将多视图三维重建与3D打印相结合,在日常生活物品模型制作、建筑模型打印、医学骨骼建造、3D人像打印等许多方面,有广阔的应用前景。