在工程领域中，逆向工程日益受到重视并得到广泛应用。它为消化和吸收先进技术、借鉴其设计思想，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品提供了一种有效的手段。由于自由曲面的形状复杂，自由曲面的重构一直是逆向工程的研究热点和难点之一。 本论文以激光扫描法获取的点云数据为研究对象，着重在点云数据的预处理、曲面重构方法、IGES接口以及真实感图形显示方法等几个关键技术环节进行了深入的研究和讨论。本论文主要完成的工作有以下几点： (1) 对数据的预处理主要从点云数据的噪声点处理、数据压缩处理、数据的区域分割及数据的光顺处理等几个方面进行了深入研究。提出了先加权中值滤波再小波包滤波的混合滤波法减小噪声点误差、基于曲率变化的数据压缩方法、加权均值曲线光顺法。文中详细叙述了其原理和算法步骤，并通过实例验证了所提方法的有效性。 (2) 在深入研究相关文献的基础上，提出了均匀三次B-spline曲线反算的快速算法。在Matlab中编程实现，大大降低了程序的复杂性和提高了运算效率，并使重构所得曲线的两个端点处曲率不为零，至少满足了一阶连续。最后阐述了曲面重构的过程，并对所重构曲面提出了精度评定的指标。 (3) 详细地探讨了IGES的文件构成和数据记录格式，并在参阅国内外相关文献的基础上，编写了IGES接口程序，保证了开发的曲面重构系统与其它专业CAD软件的数据交流。 (4) 图形显示是人机交互的重要手段之一，设计者可直观地对重构结果进行观察并做必要的处理。本文详细论述了如何利用OpenGL的一维、二维求值器实现曲线曲面拟合，并实现了光照、着色、纹理等真实感处理。最后介绍了应用实例。