叶雕是我国传统民间艺术之一,但传统手工制作技艺正在慢慢丢失,越来越少的人了解这门艺术,因此本文希望借助计算机技术通过单幅叶雕图像构建三维叶雕模型,赋予传统叶雕艺术一种新的表现形式。本文以前人的研究方法为基础,对其做出适当改进,使其适于镂空叶雕图案,实现叶雕图案的三维化。本文从3个角度分别实现叶雕三维模型的构建:从距离场实现镂空叶雕的三维构建;从梯度域实现镂空叶雕的三维构建;从边缘线实现镂空叶雕的三维构建。距离场方法分为3个步骤:前期处理进行叶雕图像的区域划分,选择性提取叶柄部位;中期处理则通过在图像距离场结合从明暗恢复形状算法(Shape From Shading,SFS)实现叶雕初始三维模型的生成,利用S型函数调整不合理的高度值,采用灰度形态学方法提取叶脉进行叶表细节的构建,同时光滑整个模型;后期处理则通过类似流扩散的形式获取狭长区域并对其进行微调整,采用新点插入的方式实现缺断部位的修补。梯度域法与距离场法的前后期处理基本一致,主要不同是其中期处理过程,该方法通过衰减函数与自定义分段函数处理梯度图像,利用从梯度恢复形状算法(Shape From Gradient,SFG)实现模型生成。对于边缘线法,首先定义网格变形所需的各类点并进行预处理,以消减多余的小孔洞和局部凹陷现象,然后通过网格变形算法生成"沉雕"模型并构建叶表细节,最后进行三角片元的重构以及模型的镂空。与其他一些相关论文方法实现的叶雕三维模型进行对比,本文针对叶雕图案改进的方法得到的叶雕三维模型具有更好的效果。通过对不同叶雕三维模型的展示,表明本文方法的有效性,本文方法得到的叶雕模型与现实中的叶雕相符,模型叶表基本一致,同时保有叶脉细节。