夏国芳 胡春梅 范亮

内容摘要：本文提出了一种造像类文物高几何精度、高纹理分辨率的精细三维重建方法。首先利用高精关节臂激光扫描点云数据重建高精度几何模型；其次，应用高分辨率、高重叠度影像重建高分辨率三维纹理模型；再次，根据最邻近点迭代算法对两种数据进行高精度配准，并内插关节臂几何模型各顶点的纹理坐标，以生成对象的精细真三维彩色模型。实验表明，该方法能够进行高效精细建模，对造像类及其他所有非规则文物的数字存档、三维监测、虚拟展示等有重大应用价值。

关键词：石窟寺；造像；测量臂；精细重建；纹理坐标

中图分类号：O439 文献标识码：A 文章编号：1000-4106（2018）03-0131-10

Abstract： In this paper， a 3D reconstruction method for statues of high geometricand texture resolution is proposed. The reconstruction procedure of the model for a statue is as follows： First， a measuring arm laser is used to acquirea high precision geometric outline， followed by the construction of a mesh model； Second， using overlapped high resolution images to reconstruct a 3D texture model； and third， finishing the high precision coordination of the two kinds of data according to the nearest point-iterative algorithm and then interpolating the texture coordinate of each vertex of the geometric mesh model to createa a precise 3D texture model. The experimental results show that this method is very effectivefor high precision modeling with realistic texture and will be of great use for digital archiving， 3D monitoring， and virtual displays.

Keywords： cave temple； statue； measuring arm； precisere construction； texture coordinates

造像类文物在我国各大石窟寺及寺庙分布广泛，尤其是在甘肃、新疆等地。由于其独特丰富的形态、尺寸、色彩、装饰等信息，对研究古代宗教文化、民族文化及地方特色的风俗文化有着极其重要的价值。2000年以来，特别是近十年以来，数字化保护技术手段越来越丰富，计算机的性能也大幅提升，数字化技术在石窟寺造像类文物上的应用也越来越多，相比较而言，敦煌莫高窟的数字化技术应用较为成熟[1]。与古建筑不同，造像类文物属于非规则文物，仅凭几处简单的尺寸无法对其进行模型推演重构。对于非规则文物，真三维彩色模型的重构是一切数字化的基础。目前，对文物类对象进行三维重建主要有三种方法。

利用三维激光扫描数据+影像同名点贴图的方法实现文物对象真三维彩色模型重建是比较成熟的方法，该方法通过设立多个站点对同一对象进行多角度扫描，经过拼接、去燥、去冗等一系列处理，实现文物对象的真三维几何重构。……