人像雕塑的传统制法是采用手工雕刻，雕塑质量主要取决于雕塑家的技术水平，质量不稳定，雕塑制作的周期长、人力成本高、制作环境差且制作完成后难修改。随着多坐标数控加工技术与计算机三维建模技术的发展，出现了一种新的人像雕塑设计与制作方法：在计算机中进行虚拟产品设计，然后通过多坐标数控加工得到人像雕塑。该方法的关键技术是三维人像建模，现有的三维人像建模方法主要是应用于动漫影视等虚拟产品行业，它们应用于人像雕塑的三维建模中存在人脸数据采集方法单一、模型相似度低、美感不足、模型难以直接用于实际加工等问题。针对以上问题，本文对适应性强同时顾客满意度较高的的人像雕塑多模式数据采集及模型优化方法进行了研究。　　为了应对复杂的人脸三维数据采集环境，本文提出了人像雕塑的多模式数据采集方法。首先分析了现有的基于三维扫描的人脸数据采集方法和基于图片重构的人脸数据采集方法，得出了现有人脸数据采集方法应用于人像雕塑数据采集中存在的盲区，从而提出了基于特征描述的人像雕塑数据采集方法，然后将三种数据采集方法进行融合，同时引入了客户喜爱照片进行模型校准，最后得出了人像雕塑的多模式数据采集方法，通过该数据采集方法得到人像雕塑基础模型。　　为了解决人像雕塑模型美感和相似度不足的问题，本文提出了基于美感和相似度提升的人像雕塑模型优化方法。首先结合传统人像雕塑雕刻技巧对于基础模型进行人像细节特征雕刻，然后引入艺术夸张的手法对于人脸艺术特征点处进行加强变形从而一定程度上提升相似度。由于数据采集及建模中的多重误差，相似度很难保证在一个极高的水准，因此需要通过美化手段来提升顾客满意度，于是本文提出了基于人体美学的美感提升技术，优化人像雕塑模型的比例及尺寸。　　为了解决人像雕塑模型加工难点多、细微特征加工效果不理想的问题，本文提出了面向数控加工的人像雕塑模型优化方法。首先对模型进行整体分析，找出模型中的负度角、镂空和狭缝等加工难点，并对其中不影响外观的加工难点进行局部优化，在降低加工难度的同时保证不改变模型外观。对于模型重要的细微特征，采取局部放大处理，从而保证模型加工后细微特征的清晰度。　　最后，将本文所述的人像雕塑多模式数据采集及模型优化方法应用到实际人像雕塑制作案例中。案例结果表明：本文所提的人像雕塑多模式数据采集及模型优化方法具有良好的技术效果，能够实现预期目标。