逆向工程是一种数字化产品开发技术,随着该技术的发展,越来越广泛应用于大尺寸模具和复杂曲面设计。模具的逆向建模是逆向工程的一个典型应用,相关的研究成果对模具开发和修复起着越来越重要的作用。而网格化是逆向建模的关键环节,它分为三角化和四边形化。四边网格相比三角网格有很大优势,并且广泛应用于商用逆向软件中;曲面重构对逆向建模的质量有很大影响,而复杂曲面重构精度往往不高。因此研究网格转化生成四边形网格和复杂曲面重构技术,对优化模具的逆向建模质量、提高复杂曲面重构精度有重要意义。论文的研究工作也主要从这两方面开展。研究了网格转化的相关技术方法,提出一种在区域划分基础上选择基段的网格转化算法。该算法首先在优化的三角网格上利用区域划分方法把网格模型分为平坦区和非平坦区,然后在不同区域分别选用适宜的基段选择方法确定出基段,之后在基段上构建四边形,从而最终形成四边形网格。在网格转化过程,采用三种局部平滑方法相对较好的组合顺序优化局部网格,以改善新生成四边形单元及邻近单元的质量。分析了曲面重构技术及影响曲面重构精度的因素。在重构曲面过程中,采用一种粒子群优化算法解决曲面参数化时出现的高维连续多变量非线性的优化问题。粒子群优化算法求解多目标优化问题性能良好,可以准确地求出曲面的控制点、节点矢量、权因子等参数,为曲面拟合创造了有利条件。实验结果表明重构模型的主要点云—曲面偏差范围位为±0.27mm之间,并且相邻曲面间达到了G1相切连续。设计开发的软件是基于VS2008平台,在MFC应用程序框架上,使用C++语言和OpenGL图形库进行编写。该软件具有快速读取、显示模具的点云数据和三角化点云等功能,具有灵活变换图形方位、缩放和复位等有利于人机交互的功能。