随着Internet和计算机技术的发展,三维模型的应用领域也越来越广泛。由于构建一个高度逼真的三维模型十分费时费力,因此对已有的三维模型进行复用就变得越来越重要。面对庞大的三维模型数据库,如何迅速查找到所需的模型正在成为继图像、视频检索之后的又一个热门课题。三维模型检索的基本步骤为:模型特征的预处理,特征的提取,特征的比较。其中,模型特征的提方法对模型的检索性能起决定性作用。因此,模型特征的提取以及特征的描述是本文的研究重点。本文的工作分为三个部分。首先论述了三维模型的应用前景及三维模型检索系统研究的意义,回顾了现有的3D模型检索技术中的检索技术,并介绍了3D模型检索界面和3D模型检索系统,这部分内容对应于论文的第一章。其次阐明了对模型检索进行预处理的必要性,并对其中的关键技术如PCA和体素化等方法进行了全面的总结,这部分内容对应于论文的第二章。最后引入球面调和的基本概念,并在此基础上提出了三种球面调和的模型检索方法。这部分内容是本文的主要工作。第一种方法是基于射线和最小距离采样的球面调和模型检索算法,其基本思路是首先在球面S上构造一个函数f (u)来描述三维模型的形状信息。接着对这个函数使用球面调和变换,提取f (u)的球面调和系数,并构造基于球面调和变换的特征向量。最后用L2范数对特征向量进行比较匹配。第二种方法是基于体素化和同心球壳切分的模型检索算法,基本思路与第一种方法类似,差别在于在这种方法里采用了体素化的预处理,这是与第一种方法中的基于连续PCA的平移缩放方法不同,从而使得这种方法适用的模型的对象范围也不同。第三种方法针对前两种方法的不足,提出了基于射线和最大距离采样的球面调和模型检索算法,并对采样过程做了的修改。基本思路为:针对球面调和对模型形状的要求,提出了选取经过质心的射线与三角面片交点的最大距离做为函数f (u)的距离r,其次对于三维模型的每个三角面片,以每个顶点对于质心的夹角作为索引,使之能够加速模型表面与射线的交点计算。实验表明,该方法提高了检索速度,扩大了检索范围。最后是对全文进行总结并探讨了未来的研究方向。