三维实体布尔运算和基于布尔运算基础的CSG建模方法是计算机建立三维实体的重要部分,在CAD/CAE/CAM建模、虚拟设计、模型简化与分析等方面有着很高的应用价值。布尔运算的可靠性是三维实体建模的基础,同时也是CSG建模方法的核心内容。局部造型技术和剖切技术使得人机交互的方式更加方便,是建模的重要手段,在零件设计、生产制造等方面有着举足轻重的地位。本文分析了现有的布尔运算算法、局部造型算法以及剖切算法,对基本体素的建立、体素之间的布尔运算和生成体的处理展开了研究,主要工作为:(1)分析基本体素的几何信息和拓扑信息,通过对正放实体的平移和旋转变换,完成空间任意方位的棱柱体和圆柱体建模,增加体素建模的多样性;(2)针对矩形平面与带内环平面的进行求交时,会出现交线求取错误的情况,本文提出了一种根据面的内外环信息和两交点连线的中点是否在平面内部来确定相邻交点的连接情况,与之前算法相比,该方法可以正确地获取交线,更具有普遍适用性。接着对布尔运算得到的生成体中共面和共线的情况进行合并,完成实体的正则化处理。(3)为完善实体造型的功能,采用了基于欧拉操作的局部造型技术,包括倒角、倒圆角、抽壳,具有操作简单、计算效率高等优点。其中倒角和倒圆角提出了利用构造平面进行实体修改建模的方法。首先利用拾取边和倒角或倒圆角的大小来形成构造平面,然后用构造平面与拾取边相关面求交以获取交线,并修改拾取边相关面的信息,对于倒角则连接交线形成倒角面;对于倒圆角,通过确定拾取边相对于实体的位置,确定圆弧上各点坐标的变化情况,进而形成倒圆角面。采用面-线-点-线-面的过程实现抽壳操作,首先将实体中除去拾取面以外的面向实体内部方向平移抽壳厚度大小的距离,获取平移面,然后平移面与拾取面或者平移面与平移面进行求交,获取交线,接着由交线之间求交点,最后交点连接成线,形成添加面或者拾取面的内环面。(4)依据剖切理论,首先确定剖切平面和取舍参考点,然后用剖切平面与实体求交得到剖面,再判断实体的点和取舍参考点是否在剖切平面的同侧对实体几何信息进行取舍和重构以得到需要的剖切体。本文中设计的算法都是在VC++6.0的开发环境中进行的,对涉及的算法用算例进行了大量的测试,验证了算法的稳定性和完备性。