中国的整形市场规模巨大,人们对面部整形手术的需求与日俱增。目前,面部整形作为一项高精度、高风险的临床治疗技术,由于不能在术前对患者面部进行客观定量的形态学评价,无法演示术后的整形效果,手术过程中医生仅凭专业知识与经验,无法精准量化人脸数据,缺乏客观有效指导,极易导致手术结果的不理想甚至失败。因此,能够模拟微整形手术的预期效果,并且提供可视化的微整形数据的软件,可以有效提供整形手术的成功率。本文针对三维人脸整形软件关键技术进行研究,包括人脸三维重建技术,三维人脸编辑及评估技术,旨在能准确有效地模拟微整形效果并加以指导。最后研究了整形面积与体积的计算方法,提供给医师客观的手术指标。具体内容包括:（1）三维面部模型的重建:通过结构光相机获取到的深度图像构建离散的点云数据,对离散点云数据采用4PCS算法和ICP算法分别进行粗配准与精配准,网格化后对人脸模型采用改进的Loop细分平滑算法提升重建精度。实验表明:本文所设计的重建算法重建精度与真实人脸相比,误差小于0.6mm,能够满足后期虚拟软件的精度需求。（2）三维面部编辑与评估:编辑首先利用泊松算法使模型网格水密化,通过包围盒理论实现人脸的拾取,基于Ascall算法实现人脸模型的旋转与平移。最后设计有限元方法有效控制人脸网格进行形变。评估操作利用Dlib库提取关键点,或交互标记。介绍多种医美策略,求解关键点构成的几何特征与医美策略对照,判断面部是否符合医美标准。（3）三维面部数据测量:基于Open CVSharp开发包实现人脸椭圆区域的简单选取;通过热核特征方法实现交互式的任意复杂形状区域的选取;分别采用切片法和有限云分割法对任意选定的区域进行面积与体积的计算。最后,基于上述理论依据,利用Unity3D引擎,在PC端实现了三维人脸虚拟面部整形软件的关键功能,包括编辑修改、评估、数据测量等。最后设计实验验证数据测量的准确度,其中几何特征的测量误差为0.458mm,面积与体积分别为0.65mm2和0.74ml,符合医学基本指标。通过实际案例测试表明:该软件操作方便,交互性好,功能完善,通过术前三维扫描及三维模拟整形,辅助面部整形术前设计并比对术后效果,有利于指导整形医师设计手术方案。软件还可以对面部选定区域进行面积与体积的计算,为医师提供准确数值,提高手术成功率。