三维模具数字化修复及其可视化技术是实现缺陷模具快速准确、高质量、高效率、低成本修复的有效手段。随着各大生产厂商对缺陷模具修复提出的更高要求,如何在满足自身工艺精度要求的前提下尽可能提高模具数字化的速度和简度,缩短生产周期,减少生产成本已成为该领域的热点课题。因此本文针对复杂模具缺陷修复中数据处理耗时长、精度低的问题,对海量点云数据的重采样技术和曲面重构技术展开研究,并通过系统软件开发和实际模具的数字化过程验证研究成果。论文主要研究要点如下:(1)曲率作为点云数据处理的基础,为了提高曲率估算的准确性,通过对比分析国内外学者关于曲率估算的研究,提出一种较优的改进Meyer算法,并进行实验验证。实验表明该方法针对各种曲面都能取得较优异的效果,所得到平均误差均较低,也为后续基于曲率的区域划分奠定了良好的基础,具有其有效性。(2)为了有效的将数据点实现区域划分,提出基于曲率的区域划分方法。通过比较每个数据点的平均曲率值与指定的平均曲率阈值的大小划分出数据点云的特征区域点与平坦区域点,为后续针对点云数据的重采样技术做准备。实验表明该方法能够有效的实现区域划分。(3)针对海量点云数据处理耗时长、效率低造成曲面重构精度低的问题,提出一种改进的重采样算法,在区域划分的基础上,针对特征区域和平坦区域分别进行曲率采样和均匀采样,该方法既保持了曲率采样方法能够很好的保留模型细节特征的特点,又继承了均匀采样方法使得点云数据分布均匀并能防止出现空白区域的优点,最终获得较高曲面重构精度,同时相较于单纯的采用曲率采样算法减少了点云数据处理的时间,具有其实际意义[59]。(4)为了实现模具数字化CAD模型的建立及其再设计制造,对曲面重构技术进行研究,采用NURBS曲面重建方法。实验证明,NURBS曲面具有灵活性大以及效率高等优点,能够准确而简易的表达一个已有的自由曲面,同时在此基础上实现对曲面的分析、编辑以及绘制。(5)为了计算出NURBS曲面重建的精度,利用基于区域划分迭代搜索方法,计算出真实点云与拟合曲面之间的最短距离。实验可得拟合曲面和真实点云之间最短距离的平均偏差为0.0186mm。(6)为了验证理论研究的有效性,设计并搭建点云数据处理软件系统,针对所采用的方法进行编程实验。该系统以单文档的OpenGL图形编程环境和vs2012为基础,能够完成从实物模具到CAD模型重建的全过程,实现对点云数据的读取、显示、基本交互操作、基于曲率的区域划分、重采样、NURBS曲面重构、保存等操作,满足对点云数据处理的预期。