秦始皇兵马俑对我国历史、科技、文化意义重大;但是,由于历史悠久,出土的兵马俑存在破损等问题。为得到完整的数字化兵马俑,本文研究了兵马俑的多角度图像三维重建及重建后点云数据的孔洞修复方案:(1)三维重建是兵马俑数字化的首要步骤,为获得更准确的秦始皇兵马俑三维模型,研究了三维重建中的重要步骤——基础矩阵求解,提出一种基于模拟退火抽样的基础矩阵求解算法。实验结果表明,该算法的精确率比当前流行算法提高10倍左右,能够有效地提高三维重建的准确率。(2)针对三维重建获得的兵马俑点云数据存在孔洞的缺陷,提出基于分区的兵马俑三维点云孔洞修复方案。该方法根据兵马俑结构特点,将其分成头部和躯千及四肢两个部分分别修复,从而得到了更好地修复效果。(3)针对躯干及四肢部分孔洞修复问题,根据本文定义的特征点将躯干及四肢分区,首次将主动形状模型应用于兵马俑躯干及四肢孔洞修复中。实验结果表明该分区修复方法的误差较整体修复方法可降低10倍。(4)针对头部孔洞修复问题,提出一种基于加权主动形状模型的兵马俑头部孔洞修复算法。根据本文定义的兵马俑头部特征点将头部分区,针对每个区域使用本文提出的孔洞修复算法修复。实验结果表明该算法的修复效果较好,尤其在鼻子区域误差比当前流行算法最多可降低17%。最终实验证明,本文提出的方案能够得到完整的兵马俑三维模型。