近些年来，计算机视觉与虚拟现实迅速发展，而三维造型问题也逐渐成为计算机图形学研究中的重要课题。随着三维模型被应用在诸多场合，对实时建模的需求也渐浮现。由此现实的应用对三维造型在计算复杂度和健壮性等方面提出了更大的挑战。本文主要论述基于图像的三维造型系统的关键技术及创新研究，包括相机定标、三维造型算法、纹理映射三个方面的研究成果。 论文第一章首先介绍了当前三维造型的应用状况，指出其应用领域。然后综述了三维造型的研究现状，确定以效率、精确性、鲁棒性为研究的主线。 论文的第二章简要介绍了基于图像的三维造型与绘制IBMR(Irnage-Based Modeling and Rendering)的基本概念，以及它与其他技术之间的关系。在研究并归纳多个三维造型系统之后，论文提出了基于图像的三维造型系统综合框架，主要由相机定标、三维造型、纹理映射三大模块组成。同时，论文又具体介绍了三种经典的基于图像的造型算法：基于阴影的体建模、基于深度图像序列的建模、基于立体视觉的建模。 论文的第三章介绍相机定标的方法，着重描述了我们所采用的DLT系统。从DLT参数的推导、计算、对三维造型的误差影响以及与相机内外部参数的关系等几方面进行分析。 论文的第四章针对现今基于图像的三维造型算法在计算复杂度与健壮性方面的缺陷，提出一系列用于多面体可见外壳重构算法： (1)基于光线跟踪的算法，该算法中所有通过轮廓顶点的光线和对应其它图像轮廓的光锥进行求交计算，最后得到线段的交集，该线段的顶点就认为是物体表面点，从而得到物体表面的点云。与传统的基于体像素的算法相比，本算法节省存储空间，近似精度与三维分辨率无直接关系，而且速度有所提高，特别当实体体积较大时，效果明显 (2)基于拓扑结构的算法。该算法无需计算物体内部所有点的信息，而是利用物体表面的拓扑结构直接生成外壳，然后使用改进的SurfaceNet算法光滑三维表面。与经典的体求交方法相比，拓扑生成算法的时间复杂程度降低到O(n)，n为外壳上点的数目，并使得像片数对算法复杂度的影响降低。实验结果表明，拓扑生成算法在算法复杂度和容错性方面优于诸如八叉树等传统可见外壳算法。 第五部分，研究纹理映射技术。在介绍二维纹理映射基本原理的基础上详细介绍了一种独立于物体表面的纹理映射技术：两步法纹理映射技术。然后，针对我们造型平台所采用的纹理映射技术展开了详细的讨论，提出了可行的算法。 论文的最后总结论文的主要研究成果和创新之处，并指出需进一步研究的工作。