随着计算机图形学以及虚拟现实等技术的迅速发展，迫切需要三维形体的设计更加快捷、简便，传统的通过三维建模软件设计形体的方法由于操作复杂，专业化强的缺点已经日益不能满足设计人员创作的需要，因此对三维重建领域的研究已经成为计算机图形学的研究热点。由二维图形直接重建三维形体正是快速、有效获得三维模型数据的重要手段之一。 本课题的研究目标是对单幅手绘输入的二维图形通过重建算法实现三维形体的设计，以具备手写笔输入功能的平板电脑作为系统硬件平台，在VC++开发环境下结合OpenInventor以及OpenGL三维图形库开发一套三维重建系统。该系统可实现两个方面的三维重建：一是通过形体二维轮廓图形实现规则形体的重建，二是对特殊曲面的重建。 在对规则形体的重建方面，提出针对输入图形提取有效的特征，然后利用小波神经网络实现二三维空间之间的非线性映射关系，以避免直接恢复三维形体的多解性与病态性问题。在特征选取方面，经过实验分析，提取基于曲率的角点特征以及图形的组合矩特征，这些特征都具有旋转、平移、尺度的不变性。 在对不规则三维曲面形体重建部分，实现思路如下：针对输入图形建立数据结构存储轮廓的线条信息，并利用距离变换的方法生成基于输入轮廓的灰度图像，然后利用基于单幅图像重建三维信息中采用的SFS(ShapeFromShading)算法生成轮廓的高度信息，最后利用Delaunay三角面片法由高度数据生成三维曲面形体。 以上两种方法在系统中整合在一起，实现了一个由简单手绘图形来完成3D形体设计的思路，可用于在设计复杂三维形体前的简单原型设计，对生成的模型数据加以整合处理可导入到三维建模软件中做进一步精细加工，具有一定实用价值。