目前,基于手绘的人机交互界面得到越来越广泛地运用。对于设计者们来说手绘是一种自然而又简单的方式。目前大部分界面提供给设计者的是只能绘制流畅的一个笔画,而不是他们更习惯使用的多条笔画,类似传统的铅笔素描。本文研究的改进基于手绘的界面的算法,通过分析多重笔画,并用单一笔画取代多重笔画,以求合理的解释设计者的创作意图。首先,递归的细分空间,直到只剩一个笔画或者用主成分分析方法处理后实现合适的顺序;接着,被细分的空间被重新连接,同时产生一个巨大的点的列表;最后,因为曲线非常嘈杂,该算法利用反向细分求控制点来拟合出一条光滑的B样条曲线。利用多笔画构造单一曲线算法来采集和重构手绘输入笔画。在此基础上,对一种通过用户手绘草图进行三维建模的算法进行研究。首先从鼠标或手写板等绘制的自由曲线中析取包含手绘风格信息的结构化轮廓线,并在轮廓线所围区域中应用距离变换生成距离场;另外,用户通过手工描绘脊线,将脊线信息结合进来生成修正后的距离场;然后利用线性近似的方法从明暗恢复形状算法中获得三维曲面;最后对三维曲面进行对称、缝合和平滑变换得到基本的三维几何体。算法强调手绘效果,提供所见即所得的交互风格,可广泛应用于三维动画和游戏的前期模型设计与制作,以及计算机辅助教学系统等领域。