近年来,3D打印技术迅猛发展,消费级3D打印机走进人们的生活,少年儿童们也有条件能够DIY三维模型。传统的专业三维建模软件由于其操作复杂、建模时间长等不足,对没有三维建模基础的少年儿童来说并不友好;而使用图像进行三维建模,具有上手快、易操作等优点,少年儿童只需经过初步的培训就能掌握。针对基于单幅复杂图像及其辅助曲线的三维建模方法,本文根据图像对称关系和辅助曲线计算模型深度信息,得到的三维模型有较高的真实性,建模自由度更高,并给出实际建模案例,以及打印出模型,研究具有较好的意义和创新性。本文所做工作和研究如下:(1)针对少儿玩具建模的图像预处理问题,研究了一种将图像上的构造曲线以对称关系分类的方法。获取图像边缘,依据三种特殊点离散和补全图像得到构造曲线,并识别构造曲线中的特殊形状;以构造曲线上转折点和三种特殊点作为特征点,使用二次比较法获取构造曲线之间的对称关系。(2)针对少儿玩具模型在三维空间中的位置问题,提出了一种通过设置对称平面计算构造曲线上特征点三维坐标的方法。用户在输入图像之后设置对称平面,依照构造曲线间的对称关系计算特征点的z坐标,从而得到特征点的三维坐标。此时特征点在构造曲线上的排列不规则,需要进行重采样处理。(3)针对少儿玩具建模的三维模型生成方面问题,研究了读取辅助曲线中三维模型的深度信息生成三维模型,或基于膨胀算法生成三维模型的方法,并对三维模型进行组合。旋转、移动辅助曲线,或依据点在距离场中的位置来获取三维模型深度信息。图像上三种特殊点表示各段构造曲线对应生成的三维模型间的位置关系,以此为依据组合各部分三维模型。基于单幅复杂图像及其辅助曲线的少儿玩具三维建模方法研究,是三维建模的重要技术,具有理论价值和实际意义。本文在分析国内外现状的基础上,提出基于单幅图像及其辅助曲线的理论模型,给出图像预处理与三维建模的具体算法,并给出以上算法的实验效果以及在现实中的应用实例,说明本文提出的方法是可行的。