三维重建是当前计算机视觉领域最热门的研究方向之一,但传统的三维重建方法效率较低,实时性差,不能满足虚拟现实等新兴领域的市场需求。本文提出了一种基于彩色结构光的实时三维重建方法RRCS(Real-time 3DReconstruction based on Color-coded Structured light),利用投影在物体表面的彩色结构光的颜色信息,快速、准确地还原相位,计算物体的高度,最终重建物体的三维模型。实验结果表明,RRCS对设备的要求低,效果好,具备基本的实时性能。相位展开是三维重建中的关键步骤,传统相位展开的基本处理单位是点,在RRCS中的效果不理想。彩色结构光的基本处理单位是边缘,本文提出的基于拓扑排序的彩色结构光空域相位展开算法TSPU/E-TSPU利用边缘之间存在的拓扑关系来恢复相位,提高了效率。E-TSPU还考虑了相位展开错误的情况,改进了算法的容错性。相位展开后,通过位置关系将图像中的二维点坐标转化为三维点坐标。这些点是离散的点,需要进行三角网络化。三角网络化过程中,针对彩色结构光“点线”数据的特点,提出了基于点线的快速三角网络化算法,充分利用了边缘之间的关联信息,快速地将点线数据转化为三角形网络。实验表明,算法具有较高的转化效率,能真实重现物体的形态。针对摄像头输入帧速、图像处理速度与三维显示速度之间不匹配的问题,对帧采用了流水线处理模式,有效耦合了不同模块之间处理速度的差异,提高了处理效率并且改善了用户体验。