郭美莉 向南平

（中南大学 校本部，湖南 长沙 410083）

0 概述

建筑物三维场景重建在虚拟现实和增强现实中都有着广泛应用。适应大规模的自动化的生成具有真实感的建筑物建模方法，无论是对虚拟现实还是数字城市的建设都有着深远的意义。对建筑物的建模方法大体有：a.利用各种三维建模软件对建筑物进行建模的方法；b.人机交互式的对建筑物进行建模的方法；c.利用有测量功能的设备对建筑物进行建模的方法；d.CSG建模方法；e.基于形状语法和语义规则的程序式建模方法；f.基于图像建模的方法。在这些方法中，从减少人力物力和复杂度上看，基于图像对建筑物建模无疑是最优越的。

基于图像建模的建模方法可以分为基于单幅图像建模的方法和基于多幅图像建模的方法。由于基于多福图像建模的方法存在多幅图像匹配难的问题。因此基于单幅图像建模的方法是基于图像建模方法的最简单的方法。因为它绕开了图像匹配这一难题，虽然精度有所下降，但是基本上可以满足虚拟现实的需要。根据建筑物的三维场景重建因含有大量易检测的平行线、正交线、夹角等结构的特点，因此适合用基于图像中几何投影信息进行建模的方法对建筑物进行建模。

本文针对建筑物结构的特点，运用单幅图像对建筑物三维场景进行重建方法，在系统复杂度、数据量和速度上优于一般的方法同时更适合建筑物重建的特点。

1 相机模型

利用单幅图像建模的方法首先要了解相机模型。……