基于图像的真实感三维重建是当前计算机视觉领域的热门课题,研究如何从不同视角的图片序列中重建出具有真实感纹理的数字模型。真实感模型在文物保护,数字媒体娱乐比如游戏行业、电影特效,动画制作等方面具有很广泛的应用前景。真实感三维重建主要涉及两个步骤,一个是精确的重建模型的几何外形,另一个是真实的还原模型的纹理。针对这两个问题,本文整理了已有的方法,提出了一个完整的解决方案实现模型几何外形的重建；着重改进了纹理映射的算法,解决了纹理不连续和光照差异的问题。以下是本文的工作：1.分析整理了三维重建算法,对比其优劣,实现了基于面片的立体视觉算法,首先提取图像中的Harris和DOG特征,然后进行基于极线约束的特征匹配,通过匹配的结果定位三维坐票,最后重建出模型的点云数据,并用泊松表面重建算法对点云文件进行表面重建,得到比较精确的模型几何外观。实现了最小二乘保角映射表面参数化算法,将三维模型表面映射到二维空间。2.完成模型几何外形重建和表面参数化后,本文基于马尔科夫随机场理论,将选的提取纹理的目标图像问题简化为马尔科夫标签问题,用优化能量函数的方法,到达保证纹理质量与减少模型纹理的不连续两个问题之间的平衡。本文选取面片法线和视角的夹角作为能量函数的第一项,用相邻面片之间的颜色差异作为能量函数的第二项,用Graph Cut算法优化能量函数使纹理质量和纹理连续性达到最优。最后采用贪心搜索的思想,迭代的所搜所有的面,把那些单独的与周围纹理区域目标图像不同的“纹理碎片”去除。3.为了处理光照差异带来的纹理区域的颜色差异,本文改进了基于颜色传递的全局方法,首先将图像变换到lαβ空间,选取一张基准图像,根据它与其他图像与它的重叠点计算光照分量上的差异,并计算得到传递矩阵,将光照差异消除,最后将图片还原到RGB空间,完成颜色校正。这个过程很好的解决了纹理区域颜色不连续的问题。经过上述过程,本文不仅重建出了模型的三维几何外形,而且从图片恢复出了具有真实感的纹理贴图,结合这两个数据我们就可以绘制出真实感模型,并且将其应用到动画制作当中。最后,本文介绍了真实感模型的在动画制作中的应用,结合基于视频的运动捕捉系统,设计了一套高效的动画制作系统,并给出了具体结果。