计算机技术的发展给三维设计领域带来了一系列革命性变化，但软件系统专业而复杂的人机交互方式阻碍了设计师创作思维的流畅发挥，在一定程度上弱化了设计创意在三维建模中的作用。手绘草图是人类直接而快速的思路外化和图形交流方式，可有效支持设计师头脑风暴式创意的流畅表达，因此，如何利用手绘草图交互创建三维模型成为三维设计领域的热点和难点课题之一。　　 本文从计算机动画“平面化艺术创意表达”和“三维化模型内容表示”的要求出发，针对不同对象的构造特性，围绕交互性与真实感间折衷这一核心问题对基于手绘草图的三维模型创建技术进行了系统的研究。论文的主要工作成果体现在以下四个方面：　　 (1)三维建模的轮廓构造方法。设计并实现了球形膨胀法和旋转曲面法，支持用户通过手绘闭合轮廓快速生成和构造三维模型。球形膨胀法通过从手绘草图中抽取骨架并采取球体单元沿骨架的组合来逼近轮廓形状的方式生成三维模型；旋转曲面法则直接利用手绘草图包含的轮廓信息以旋转方式生成三维模型，为光滑对象的三维建模提供自然而有效的交互手段。　　 (2)三维建模的规则驱动方法。设计并实现了依据对象形状构成规则的三维模型产生式生成方法，并以三维树木创建为例验证了方法的有效性。支持用户通过手绘对象的特征快速生成和构造三维模型。该方法通过定义不同领域对象的二维和三维层次化形状特征及规则，并利用从手绘草图中获取的形状特征，以推理方式生成三维模型，可在保证模型真实感的基础上提高交互性和实时性，为强领域规则对象的三维建模提供了快速创建方式。　　 (3)三维建模的矢量场方法。设计并实现了三维特征曲线和矢量场单元结合的三维模型创建方法，并以三维发型建模为例验证了方法的有效性，支持用户利用手绘三维特征曲线来快速生成和构造三维模型。该方法利用用户手绘三维曲线作为三维矢量场的约束条件插值生成三维矢量场，再沿三维矢量场方向生成三维模型，可有效支持三维流线形对象的交互式建模。　　 (4)三维建模系统应用实例。概要描述了三维动画建模“智能画布”系统的设计思想及其主要功能，并以交互式三维场景为例描述了本文所提出方法的应用方式。