交互式三维模型操作是基于控制句柄,根据用户对控制句柄的直接操作,使模型本身产生平滑、具有真实感变形的图形处理技术。该技术可以被广泛应用在虚拟现实、计算机动画、医学图像处理以及影视娱乐等各个领域。本文对三维模型变形技术和三维模型网格简化技术进行了研究。研究了三维几何实体变形技术,通过对几何实体进行层次划分、变形操作来实现三维实体局部缩放、扭转和弯曲。基于层次操作的三维实体变形技术可精确控制实体的变形量,并可对几何实体实施组合变形操作,实现复杂的三维实体变形。研究了三维模型边折叠网格简化算法,将边折叠代价定义为边的长度和其起点重要度的乘积。简化含有大量顶点的三维模型,生成与之对应的简化网格,有效地降低了三维模型的求解规模。研究了基于边折叠网格简化的交互式快速三维形体变形算法。利用边折叠网格简化算法提取原始三维模型中的形体关键特征点生成简化网格,以交互方式对简化网格添加位置约束,在简化网格的各个关键点上指定与之相关的仿射变换,通过求解非线性优化问题来获得各个仿射变换的最优值,获得模型各顶点的变形映射。边折叠网格简化算法通过提取模型关键特征点,有效地减少了变形操作需要处理的多边形数,结合非线性优化问题求解,实现了直接交互、实时显示和细节保存的三维形体变形。基于上述三维模型操作方法的分析研究,开发了三维模型变形系统,分别实现了基于层次划分的三维几何实体变形和基于边折叠网格简化的三维形体变形。该变形系统利用Visual C++的MFC框架实现了可视化操作界面,用户使用方便,交互性强。