本文的主要研究目的是实现一个三维人脸重建与二维半虚拟雕刻仿真系统。该系统以两幅正交图像作为输入，经过图像分析和模型修正得到人脸三维信息，最后将此重建信息输入到仿真子系统进行二维半虚拟雕刻。 人脸重建是二维半雕刻系统的核心内容，现有的许多重建方法都需要昂贵的设备，如：激光扫描仪、活动的光谱条纹器等。如何在实验条件相对简单的情况下重建出形体是本文首先讨论的问题。现有的一些基于图像序列的方法虽然设备要求不高，但是往往有很多的约束条件或需要大量的手工交互操作，本文就如何自动而高效地提取特征点这个问题展开了讨论，并在通用模型修正，虚拟雕刻等方面进行了实验性的尝试。 本文详细研究了在简单的实验条件下从正、侧面图像上自动提取特征点修正通用模型从而重建三维人脸的方法。针对现有人脸库大多为欧美人脸模型的不足，首先建立了一个实验性人脸模型库来获得特征点模板，接下来借助模板匹配与图像分析相结合的方法，经过多次图像处理可以近似准确地自动得到特征点的信息，无需任何复杂的手工交互操作。实验证明，使用此人脸库生成的特征点模板匹配效率高，提取信息精确。为了精确的描述人脸信息，我们选用Poser软件导出的精细人脸模型作为通用模型，并将其细分为五个等级，依照特定人脸的特征选用不同的通用模型。最后以求得的特征点为依据，用径向基插值、反向距离内插、弹性模板匹配来修正通用模型得到特定人脸。 作为整个研究课题的组成部分，本文还实现了一个基于OpenInventor的虚拟雕刻机仿真及控制系统。该系统包括虚拟图形仿真子系统和数控子系统，能够完成虚拟雕刻机的加工仿真、G代码解释和实时控制。 本文所实现的系统具有一定的实际应用价值，能够在实验条件简单的情况下自动提取出人脸三维点信息并进行虚拟雕刻仿真，可以应用到很多领域，如：艺术雕刻、动画娱乐、辅助教学等。