计算机技术和互联网的快速发展为各种形式的数字媒体产品的访问和使用提供了极大的便利，但同时也出现了一系列的问题，如产品的随意复制、盗用、篡改等。三维模型同图像、文本、音频和视频一样存在着版权保护、侵权检测等问题。特别是随着网络环境下的协同设计和虚拟产品的研究和应用，三维模型的版权保护问题显得日益重要。　　 本文首先综述课题的研究背景，并分析目前国内外相关领域的研究现状。在综合分析以往三维水印算法的基础上，本文提出了一种基于网格分割的非盲水印算法与一种基于形状直径函数的零水印算法，并且设计实现了一个三维模型水印嵌入与认证原型系统，主要工作如下:　　 (1)提出了一种基于网格分割的三维网格模型非盲水印算法。该算法首先选取基于形状直径函数的分割算法对三维网格模型进行有意义划分，得到的分割结果稳定，不会因为特征点选择的问题而导致分割结果不一致;然后，对每个分块计算鲁棒重心，并以此重心为中心将分块由直角坐标系转换成球面坐标系，通过调制每个分块中的顶点范数分布来嵌入水印，使用统计的方法，使得算法能够有效地避免基于分块的水印算法对分割边界的依赖性;最后，使用非盲检测的方法检测水印，在重采样阶段，通过对原始模型分块标记来分割待检测模型，使得水印嵌入与检测阶段的模型分割保持一致性。实验结果表明，该算法不依赖与模型分块边界，水印嵌入与提取过程的分块能够保持一致，并且可以有效抵抗平移、旋转、缩放、噪声、细分、简化、剪切等常见的攻击以及多种攻击的联合攻击。　　 (2)提出了一种基于形状直径函数的零水印算法。该算法首先通过计算三维模型每个顶点的形状直径函数值来建立顶点的有序集合，由于形状直径函数对模型的姿势变化稳定，使得算法能够抵抗姿势变化攻击;然后，在此集合中加入邻域面积比构造鲁棒的顶点分布序列，邻域面积比的加入增强了算法对不同采样程度的鲁棒性;最后，根据此分布序列的特点构造出零水印序列。实验结果表明，文中算法可以抵抗平移、旋转、缩放、噪声、细分、剪切等常见的攻击，尤其能够有效地抵抗姿势变化攻击以及网格简化攻击。　　 (3)设计与实现了一个三维模型水印嵌入与认证原型系统。该系统基于所研究的非盲水印和零水印算法，采用面向对象和模块化的软件系统设计思想，设计与实现了三维模型的输入、输出、可视化等基本功能以及计算形状直径函数值、网格分割、水印嵌入与认证等三维模型水印功能模块。通过多个模型的真实感图形显示以及水印嵌入与提取的验证表明，实现的水印算法稳定性高、鲁棒性高，该原型系统是可用的、可维护的、可扩展的。