随着计算机信息技术的不断进步,三维重构已然成为计算机视觉和计算机几何学领域的研究热点。本文主要解决波浪表面的观测,对波浪表面进行三维重建;简要描述了双目摄影测量和三维重建原理。在阅读和参考了水面重建的方法之后,提出了立体折射的方法,此方法结合了图像处理和光学方面的技术。主要包括四个内容:图像采集、特征点提取、立体匹配(或称双目配准)、三维重建。首先,介绍图像采集部分。在双目相机采集图像前,应该先标定双目摄像机,即计算出相机的内部和外部参数,内外参数的确定对之后的三维重构的好坏有着不可忽视的作用。标定完之后,保持相机不动便可以采集图像。然后,对采集的图像执行特征提取,主要介绍Harris和Sift,由于Sift对提取尺度和旋转变换的特征有较强的鲁棒性,而波浪图像的尺度和旋转变换居多,所以最终选择Sift算法。由于水是透明物体,不易提取特征,所以在液体的表面之下放置一块标定板来增加特征。下一步进行的是特征点的立体匹配,采用的算法是sift;实验是在室内的环境下且采用的是干净的水,由于其透明性,使得左右匹配到的三维点可能是水面之外的点,所以在文中引入了立体折射的算法,用此方法辅助sift算法的计算,使匹配的空间点必须是水面上的一个点。最后,通过立体折射算法以及相机的内外参数,可以求得水面特征点的三维坐标,之后再由三维坐标和法向量恢复出水面的三维模型。实验结果显示,该算法的三维重建效果较好,并且波浪高度的计算效果也较好。