概念设计是设计过程的早期阶段,在整个产品设计过程中起着决定性作用。本文的研究工作主要目的是设计和开发一个计算机辅助概念设计系统,帮助设计师更好的表达设计思想,使计算机能够在产品概念设计特别是外形概念设计阶段给予设计师更大的帮助。本文开发的概念设计系统,建立在基于手绘草图的三维建模技术基础上。该系统采用了近几年逐步发展起来的笔式交互界面,并将用户界面划分为手势输入区、轮廓输入区、控制信息输入区、信息提示区等。该系统首先对用户在手势输入区输入的手势进行识别以获得用户的建模意图,再根据控制信息输入区输入的控制信息,对轮廓输入区输入的二维信息构建三维模型。本文采用一种简化的模板匹配方法识别用户输入的手势,实现了基本手势的识别,例如拉伸、旋转等;提出了一种基于容差环的基本图元识别方法,该方法可以对用户手绘草图进行识别和语意理解,获得生成三维模型的相关信息。本文采用两种方式进行三维建模,一种是基于手势和特征的三维建模,另外一种是基于二维轮廓的自由曲面建模。最后本文研究了三维模型变形技术,实现了在三维空间中基于简单拖拽的变形。