在口腔修复领域中,基于力触觉交互系统的牙齿曲面变形技术越来越得到人们的重视,利用该技术医生能够方便快捷的完成对患牙的修复工作。在牙齿曲面变形过程中,每个患者牙齿的三维表面信息都是唯一的,所以医生从标准冠数据库中查询到与患牙对应的标准牙后,必须进行曲面变形调整以匹配与邻牙、对颌牙的咬合。本文结合口腔临床医学的实际情况,利用美国SensAble公司的PHANTOM Omni力触觉交互设备对牙齿三维曲面微变形进行了研究与开发。主要研究工作和成果如下:分析了力触觉交互设备PHANTOM Omni的运行机制,并建立了基于该设备的牙齿曲面微变形设计平台。采用比例变换的方法实现了牙齿曲面的整体变形调整。提出了基于N环邻域搜索算法的网格局部变形方法,通过定义变形区完成局部变形设计。最后针对变形后网格模型存在异常三角片的情况,利用Laplacian光顺法、基于三角片面积的自适应Loop细分法对网格进行光顺、细分调整。针对局部变形中变形区域不易控制的问题,研究了基于隐式曲面投影算法和面向牙齿特征的网格区域变形技术。利用OpenGL交互功能与N环邻域搜索算法定义变形原始插值点,建立了基于径向基函数的隐式曲面方程,并完成目标插值点的定位。最后运用牛顿迭代逼近法,把其余网格顶点投影到隐式曲面上,完成曲面的区域变形。在上述研究成果的基础上,以VC++2003和OpenGL图形库作为软件开发平台,实现了基于力触觉交互设备的牙齿曲面微变形设计软件开发,将设计过程划分为整体变形、局部变形、区域变形三大模块,并在口腔修复CAD系统中得到应用,效果良好。