作为模型的降维表示，中轴在模型检索、路径规划、模型表示、三维打印、有限元分析等方面获得了广泛的应用。然而，目前的三维模型中轴生成方法如瘦化法、Vonoroi图法、跟踪法等计算效率普遍较低，极大地限制了中轴的使用。基于此，本文提出了三维模型的高效中轴生成方法。论文的主要工作包含以下几个方面:　　(1)提出一种面向实体模型的构造式增量中轴生成方法　　针对在设计过程中实体模型需要不断修改且每次模型变化不大的特点，提出一种针对建模过程的增量高效中轴计算方法。在建模过程中，模型将不断优化，需通过布尔操作而改变，若需要从零重新计算整个模型的中轴，则会十分耗时。本方法在布尔运算中，寻找结果模型中中轴将会变动的影响区域，并以双队算法计算影响区域的中轴。通过合并影响区域的中轴和非影响区域的重用的原有中轴，高效地得出结果模型的中轴。　　(2)提出一种面向实体模型的并行式中轴生成方法　　针对CPU系统的多核特性，提出一种使用CPU多处理器并行计算实体模型中轴的高效计算方法。单CPU由于串行处理中轴计算，复杂度较高，对复杂模型计算效率较差。本方法首先将模型切分成若干部分，而后通过双队算法，计算出每个部分的局部分中轴。接着，计算出各个部分之间的影响，得到各个部分的全局分中轴。最后合并这些分中轴，高效地得出模型的中轴。　　(3)提出一种面向实体模型的多分辨率中轴生成方法　　为高效地提高中轴质量，提出一种利用多分辨率体素计算实体模型中轴的方法。当前三维模型中轴算法中，中轴质量较低、计算代价较大。若提高中轴质量，则计算代价更高;若降低计算代价，中轴质量更差。为提高中轴质量，本方法首先寻找模型细节所在的影响区域，而后对影响区域进行高分辨率的中轴生成。而后，合并影响区域的中轴和非影响区域的重用的中轴，高效地得到多分辨率的高质量中轴。本方法可以迭代使用，不断增加中轴质量。　　(4)提出一种面向三维网格模型的并行式中轴网格生成方法　　针对GPU多线程的特性，提出一种使用GPU并行计算三维网格模型中轴的方法。网格模型是一种常用的模型类型，一般模型都可转换为网格模型。而当前三维模型中轴计算方法一般不使用GPU，导致计算效率较低。本方法首先估计边界点的法向，而后针对网格模型每个网格端点，使用GPU并行的双法线算法，计算其中轴点。最后将这些中轴点转化为中轴网格，在中轴网格上保留了边界网格的拓扑连接性的同时容易拟合成中轴面，并且计算效率高。　　(5)开发三维模型中轴生成原型系统　　在该系统中集成了实体模型的构造式、并行式和多分辨率的中轴计算方法，以及三维网格模型的并行式中轴网格生成方法等四种功能，并使用该系统对本文提出的方法进行了验证。