随着互联网技术和3D打印技术的发展,数字产品的版权保护变得越来越重要。近年来出现的版权纠纷案件所牵扯到的巨额赔偿金,在社会上引起了的轰动。不同领域的设计者和开发者都在寻求有效的版权保护方法。三维网格模型作为三维数字领域中广泛使用的重要模型,采用数字水印技术保护其知识产权具有重要的研究意义和现实意义。论文针对三维网格模型在实体打印后不能标示版权等可见信息的问题,采用嵌入可见数字水印的方法,实现打印实体的版权标识。三维网格模型的水印与图像水印相比,较易受到噪声攻击和抗剪切攻击,论文采用双重水印的方法提高水印的鲁棒性。主要研究工作有:(1)针对当前三维模型的水印仅模型上可见,打印后不可见的缺点,提出一种基于位图字体的3D打印可见三维模型水印算法。首先,将水印信息转换为位图字体。然后,基于位图字体,选择性地细分三维模型的平滑区域并将其投影到2D平面上。接下来,将水印信息嵌入到2D平面中,并将相应区域投影到原始网格上。最后,以一定强度嵌入水印,使得水印信息在实物模型上仍然可见。实验结果表明,包括汉字,英文字母、数字和图标在内的水印信息都可以实现在打印实体上可见,并且对常见攻击具有鲁棒性。(2)针对单种水印无法有效抵抗多种攻击的问题,提出了一种基于轮廓控制顶点的抗剪切三维模型双重水印算法。将两种不同类型的水印嵌入一个三维网格模型中:一种是基于轮廓点分割和DCT变换的水印算法,该算法可以很好的抵抗剪切攻击,但由于其将水印嵌入到坐标值的末位,所以对信号攻击和仿射变换攻击抵抗较差。另一种是基于三维模型的冗余信息水印嵌入算法,此算法不改变模型顶点的空间位置,对信号攻击和仿射变换攻击有很强的鲁棒性,但其依赖三维模型的拓扑结构,所以对剪切攻击抗性较差。由于两种水印算法对模型嵌入位置的要求不同,可以将两种水印算法整合到一起,形成一种既可以抵抗剪切攻击又对信号攻击、仿射变换攻击具有鲁棒性,并且不会相互干扰的水印算法。实验结果表明,本文提出的水印方案使三维模型水印不仅可以保持良好的透明性,而且可以抵抗常见攻击,例如仿射攻击(平移,旋转,缩放),文件攻击,信号攻击(噪声,平滑)和剪切攻击。(3)开发实现高鲁棒性的三维模型水印系统。该系统是基于本论文提出两个水印算法,采用面向数据流的设计方法,实现了四个功能模块:基于点阵字体的可见水印的嵌入功能,抗剪切攻击双重水印的嵌入及提取功能,三维模型可视化及交互功能,三维模型的模拟攻击功能。并使用黑盒测试,测试结果表明本系统符合系统需求中的各项功能要求,达到了预期目的。本文给出的基于位图字体的3D打印可见三维模型水印算法、基于轮廓控制顶点的抗剪切三维模型双重水印算法和三维模型鲁棒性水印系统,有效解决了可见水印算法生成的可见水印无法在3D打印后存留和现有的不可见水印算法抗剪切攻击能力不强的问题。开发的三维模型水印系统对于三维模型的版权保护具有一定的使用价值和推广意义。