3维变形技术作为计算机动画的关键技术之一，在角色造型、角色动画以及特效的制作中起着重要作用。根据变形效果的不同可将其分为空间变形与渐变两类。受现有3维空间变形技术与3维渐变技术中普遍存在的变形操作繁复、计算时间长、变形效果可移植率低等因素的制约，目前计算机动画技术的自动化程度仍然比较低，导致现有3维计算机动画制作成本高，耗费时间久。　　针对上述3维物体变形存在的问题，本论文旨在将高维仿生信息学理论应用于3维动画中，提出3维仿生变形技术。区别于别的变形方法，3维仿生变形技术强调在高维空间中通过构建低维的参数空间来更方便地实现模型的形变。具体可分为三类:第一类是通过将输入模型映射入参数空间，经过参数调节实现变形;第二类是利用矢量移植，将标准模型的变形矢量添加到目标模型上，使目标模型发生同样的变形;第三类是将两个不同模型映射到同一参数空间，通过插值对应的参数，使模型发生连续光滑的渐变。基于参数空间的3维仿生变形技术有助于提高3维动画的自动化水平。　　本论文的主要贡献和创新点为:　　1)将高维形象几何分析方法用于3维模型的变形，为3维变形问题提供形象的几何解释，使问题的本质直观地表现出来，进而得到新的解决思路与途径。　　2)研究了一种3维空间的拓扑变形工具——四面体坐标系，探讨了其几何意义、利用矩阵计算证明了相关几何性质，提出了四面体坐标系在3维拓扑变形中的两个算法:嵌入式3维变形算法与基于表面特征的变形算法，这两种算法在保证计算速度的同时能更好的实现3维变形的直观控制。　　3)基于四面体坐标系，提出了一种直接建立曲面数据对应关系的方法，该方法能快速有效地建立曲面间的对应关系，为3维渐变的实现提供了保障。　　4)提出了一种藕状四面体坐标系网格结构，使用该结构和采用基于四面体坐标系的曲面对应方法，能精确有效地实现模型的对应。模型间对应关系的建立不仅可实现基于特征的3维渐变，也可应用于高维空间中低维参数空间的构建。