随着计算机理论和技术的不断发展,计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)已经成为现代工业中设计开发研究人员必不可少的有力工具,应用遍布机械制造、工程设计、模拟仿真、医药卫生和数字娱乐等诸多领域。其中,自由曲线曲面造型技术已被广泛应用于现代工业中的产品设计与创新、模具改进、自动化加工与制造等方方面面。隐式或显式地对散乱点云进行曲面重构之后进行的上采样处理是点模型多分辨率处理重要步骤和关键技术。因此,研究直接以点模型为处理对象的上采样技术,能更好地表达出数据点数目不同时模型的层次细节,对模型的精细表示有着重大的意义。本文的工作主要包括以下四个方面：1.概括了基于最小二乘法和径向基函数的隐式曲面拟合方法,以及参数曲线曲面拟合的数学基础。曲面的描述一般分为显式和隐式两类,显式表达主要是参数曲面和三角形(或多边形)网格曲面,但难以处理噪声和采用分布不均匀的情况,同时表达复杂模型的代价太高；隐式表示主要是建立隐式曲面,对轻微噪声不敏感,适用于复杂模型的表示和各种集合操作和数学运算。2.详细比较了点云模型数据的三种组织形式：栅格结构、八叉树结构和KD-树结构。通过分析,选定效率高且编码简单的KD-树结构组织点云模型数据,简洁高效地完成了模型上每个数据点的k-邻点查找。同时介绍了两种点云模型增加采样点算法。3.求解出模型上每个数据点的基本几何信息,主要包括法矢求解和法矢调整。对法矢的求解采用了基于最小二乘平面的协方差分析法,并采用传播算法对法线方向不合理的点进行调整,使模型上每个数据点的法线方向统一指向模型外侧。通过局部坐标变换,以每个数据点为原点建立局部坐标系,在局部坐标系下完成该点k-邻点的投影、剔除和排序操作,排序后的邻点与该点分别组成点对,依据局部上采样准则,从最近邻点开始按逆时针或顺时针顺序在每组点对之间产生新的数据点。4.对局部上采样算子做了一些改进,避免了重复采样的问题,同时解决了因四点共邻而产生非均匀采样的问题,使得本文的算法能适用于全局上采样操作。并通过实验验证了算法的有效性,并给出上采样效果图。