计算机视觉几何领域有一类非常重要的问题是如何对受折射影响的场景进行三维重建。如今,受折射影响的视觉几何还有非常多的地方没有被探索,无论是受折射影响场景的稀疏重建,还是对场景的稠密化,均没有比较成熟的算法。经典的视觉几何的主要研究对象集中在单视点相机模型上,受折射影响的场景不适合应用单视点相机模型进行重建,所以有越来越多的研究去关注比单视点相机模型更广泛适用的非单视点相机模型。文章研究的是由已知的射影相机下观察到的场景图像,重建经过多次具有平行交界面的介质折射的场景,主要应用了一类重要的非单视点模型:轴向相机模型。文章的主要任务是分析场景在经过多种具有平行交界面的介质折射后被三个射影相机观察时,三个视图之间的几何约束,以及试图在这种场景下不借助其他附加装置或信息重建受折射影响的场景。这样的情景最广泛的一个应用就是水下场景的恢复。随着远洋探测的发展,水下无人机采集图片探索水下环境的优越性凸显,越来越多的研究关注于水下场景重建。现有水下场景重建研究的文章中,一类是通过小孔相机镜头畸变模型矫正折射畸变,往往不准确。另一类是提供额外的装置或信息满足特定的几何约束来求解,装置繁琐。文章中算法的前提是,三个相对位置固定的相机经过事先标定知道其相对位姿,使用文章所述装置及算法可以很准确且方便快捷地重建水下场景。由于折射界面法向量和场景无关,通过场景中三个相机对应的匹配点就可以计算,所以文章使用了两步法完成重建受折射影响的场景。首先从三个相机之间已知的三焦距张量,结合一个在平面折射中普遍存在的约束,推导了折射界面的法向量的两种计算方法,包括直接线性求解法向量的算法和基于共线约束求解法向量的算法,并对这两种算法进行了比较分析。接着推导了各种情况下已知折射界面法向量时,空间三维结构的恢复,主要关注发生一次折射的场景,并对发生两次折射时的特殊情况进行分析,最后将规律推广到发生多次折射的场景。本文还设计了一个非线性优化函数进行集束调整。文章不仅提供了发生一次折射和两次折射时的仿真实验,分析了各个算法的稳定性,并且使用了多组真实的水下数据,重建水下场景以验证算法的有效性。