【摘 要】
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文物是古人遗留的珍贵财富，具有极高的历史、艺术和科学价值，保护文物就是保护人类文明，有利于社会的精神文明建设和人民生活水平的提高。目前，关于文物3D重建工作所需的图像大多
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文物是古人遗留的珍贵财富，具有极高的历史、艺术和科学价值，保护文物就是保护人类文明，有利于社会的精神文明建设和人民生活水平的提高。目前，关于文物3D重建工作所需的图像大多采用手工拍摄方式获取，费时费力；拍摄人员很难控制相机的各姿态以覆盖文物的全景视野，造成拍摄了大量图片但仍然遗漏关键视角，导致文物重建失败；文物的精确重建需要从业人员对光照、相机调节参数等有丰富的经验。这些因素限制了文物3D重建的应用和推广。 针对传统的人工取景的不足，本文研制了一个支持文物3D重建的自动取景装置，开发相关控制软件以自动获取文物不同视角、全方位的二维图像，实现了多通道照明中最佳光照强度矢量的自动调节，最后实现了文物自动取景和3D重建。主要研究工作和成果如下： （1）设计了一套基于PC-运动控制器的五轴运动控制平台，实现了载物台的连续360°旋转角度控制和相机的各拍摄位姿精确控制；采用了4通道的光源照明架构，基于Modbus TCP通信协议实现了PC机对光源的照明强度控制。 （2）针对多通道光照强度的非线性，以及不同特征文物所需的最佳光照环境不同的问题，进行了不同文物的光照试验，建立了通过图像信息熵的成像质量评价机制，提出了一个可根据不同文物特征自动调节最佳光照强度的优化方案，达到满意的拍摄效果。 （3）针对镜头畸变引起的图像失真现象，研究了相机标定的方法并实现了失真图像的矫正，有效提高了文物图像的精度。最后通过提取相邻图像的视差图，通过立体匹配原理实现了文物的3D重建。 研制的自动取景装置已正式投入使用，通过开发的上位机控制软件实现了文物多角度、多姿态连续自动拍摄，最终获取了待建物体的3D模型，为快速、精准实现文物3D重建的应用和推广奠定了基础。
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