三维可视化技术是研究运用计算机图形学和人机交互技术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为三维图形，绘制显示并进行交互处理的理论、方法和技术。计算机辅助颅骨面貌复原系统是由西北大学计算机系承担的国家科研项目，三维可视化技术在该项目中得到了广泛的应用。 本文论述了作者结合颅骨面貌复原项目在三维可视化方面所从事的研究工作，包括基础算法研究和应用系统开发。主要工作有：(1)针对基于断层轮廓线的表面建模问题，利用最短对角线算法沿不同方向访问轮廓线的剖分结果不完全相同的特性，结合全局判优算法对几何重构的三角化算法作了改进，提出了最短对角线—局部全局判优算法，对凸凹轮廓线都有较好的适应性；设计了基于点索引和三角形相关表的体数据组织结构，提高了数据访问操作的效率。(2)对三维虚拟跟踪球旋转算法进行了优化，设计了功能相似但模型简单并且符合用户操作习惯的新算法；设计了基于针刺取点原理的三维点拾取模型和三维测量模型，具有精度高，适用性及扩展性强，以及容易实现等优点，使得交互拾取和测量更加方便。(3)针对大数据量场合下穷举删除裁剪算法效率低下的缺点，提出了基于递归蔓延特性的三维区域裁剪算法，从裁剪子区域内部出发进行约束删除，大幅度提高裁剪效率。(4)针对数据校准的需求定义了法兰克夫坐标系，为测量和复原建立了统一的参考标准；在平面切分中通过对切分元素空间关系的详细划分以及对切分流程的合理规划，提出了多通道流水线切分算法，该方法可以采用多任务并行执行，具有较高的执行效率。 最后，文章还介绍了作者从事的系统开发工作；交互式三维重建测量系统。该系统是在微机平台上用Visual C++开发包和OpenGL图形库开发的交互式断层图像可视化研究平台，实现了本文中的所有算法，验证了算法的正确性和可行性。 本文的特色在于即结合颅骨面貌复原系统又同时保持了三维可视化技术的独立性，围绕断层轮廓线的处理，研究了表面重建及其绘制、平面切分、表面裁减和三维交互的关键技术，并将其应用于九五项目，经验证效果良好，具有较高的实用价值。