计算机二维动画是计算机图形学跟艺术、数学、物理学和其它相关学科交叉形成的综合课题，主要探讨如何利用计算机技术辅助生成自然连续的动画序列。二维动画力求用二维信息来表达现实世界中的三维场景，由于二维动画本身信息的不完整性，导致其比三维动画更加抽象；而用户输入的随意性也使得其自动生成更具挑战性。利用计算机辅助二维动画，需要考虑动画输入，动画模型的构建，动画图纸的矢量化，二维场景的区域匹配与自动上色以及中间帧自动生成等诸多问题。　　 本论文就是针对计算机二维动画中以上所述的若干关键问题进行研究，在动画交互输入方面引入最前沿的数位板交互方式代替传统的手绘和鼠标输入；研究与实现适合二维动画场景模拟的以盘B样条为基础的几何模型基础和以半边结构为基础的层次拓扑模型基础，并探讨与实现相关模型的基本算法；探讨适合基于盘B样条表达模型的矢量化方法，即能对笔划中心线和笔划宽度同时进行精确模拟的矢量化方法；提出在半边结构为基础的拓扑模型基础上的二维物体匹配算法，主要是对二维场景的区域进行匹配；进而提出基于二维物体区域匹配的自动上色和中间帧自动生成等方法。其中输入和表达是基础；矢量化尚处在研究探讨阶段，并未纳入到实现系统中；而基于拓扑的二维物体区域匹配是整个工作的核心；自动上色和中间帧自动生成是研究的最终目标。　　 该论文在以上关键问题中的多个方面提出了作者自己独创性的方法和设想。同时还开发了一个用以验证所提算法的原形系统，利用该系统进行的相关实验得出的结果证明了算法的可行性和实用性。