近年来,由于细分方法不仅具有NURBS曲面的局部控制性、仿射不变性等良好性质,而且具有参数曲面所没有的拓扑任意性和整体连续性,因此在表示复杂自由曲面时体现出无可比拟的优越性,已成为国际图形学领域的一项重要研究内容,尤其是在计算机动画和曲面造型方面取得了极大的成功,但是,要将其进一步应用到工程曲面造型上,仍有许多困难。本文结合专业工程背景,以细分曲面造型技术的研究和实现为方向,主要研究内容如下:1、介绍了细分曲面的发展历史,整理和总结了细分曲面造型的基本理论,阐述了细分相关的基本数学概念,分析了典型细分模式的构造方式和特性。2、逐一实现了现有的Doo-Sabin细分、Catmull-Clark细分、Loop细分等几种经典的细分算法,给出了具体的数据结构和实现过程,并通过对各算法特性的比较,总结概括了细分算法的选用原则。3、细分操作会导致多面体网格中的点、边、面等基本单元数量以4的幂次方增长,因此内存需求增长快速且数量巨大。本文实现了基于二面角阈值控制的Doo-Sabin自适应细分算法,并提出了一种新的通过平均法向量来控制面片进一步细分的基于平均法向量的Doo-Sabin自适应细分算法,克服了细分曲面指数增长的庞大数据量带来的占据硬盘空间、处理速度慢的缺点。4、配合Doo-Sabin自适应细分模式提出了两种适用于点分裂细分模式的裂缝消除策略:多边形裂缝消除策略和矩形裂缝消除策略,保证了点分裂细分模式在实现自适应细分时不同分裂层次面片间表面质量的一致性和细分曲面的连续性。5、在VC++6.0开发环境下通过使用OpenGL图形库开发了一个基本细分造型系统,实现了旋转、缩放、平移等图形的基本操作和本文提出的算法。大量实例表明,本文以上算法正确,造型良好,调整方便,可分别用于有不同要求的工程CAD造型。