近年来,随着三维模型变形的算法趋于成熟,在医学、电影特效、3D游戏等领域里都得到了广泛的应用,从而对三维模型变形技术的需求比较大,因此越来越受到国内外研究者的重视,目前在计算机图形学领域中属于重点研究方向之一。本文在分析与总结前人工作的基础上,深入研究了三维网格模型的局部变形算法并将其应用于人脸建模。主要研究内容包括:概述了国内外网格曲面变形算法的研究现状,对目前的各种变形算法进行了分析与研究,并对现有的几种典型网格变形算法进行对比,分别指出了这些算法的优缺点和适用范围。针对较为简单的人脸网格模型,深入研究了基于狄里克斯自由变形的三维人脸局部变形算法(DFFD)。通过分析Sibson局部坐标,发现变形对控制点周边的区域影响较小并能任意选取控制点,因此将该算法应用于人脸模型局部变形的几何建模赝复。通过建立Sibson局部坐标系,可以任意设置控制点,间接实现了人脸模型局部变形的恢复。实验结果表明,DFFD算法相较FFD算法更适合局部变形且模型的恢复精度更高。针对较为复杂的人脸网格模型,深入研究了 Laplace的变形算法,并将优化后的该算法应用于人脸模型局部变形的几何建模赝复。针对原始模型网格较为复杂的特点,采用虚拟平滑处理来计算出删除权值,然后使用顶点删除算法简化原始三维网格模型,加快了整体算法的运行速度,提高了变形效率;同时针对传统的Laplace算法不能很好地处理旋转问题,提出为每个顶点估计一个合适的仿射变换矩阵来添加旋转不变量去解决这一问题。实验结果表明,本文提出的算法相较其他算法的恢复精度较高,耗时也相对减少,并且在编辑模型局部变形中较少的影响周边区域,同时也保证了整体模型的光滑性。实验采用VS2010作为软件开发平台,使用面向对象的C++语言作为开发语言,编程实现了基于Dirichlet自由变形的局部变形算法和优化后的Laplace变形算法,并借助OpenGL作为显示平台实现了人脸模型变形结果显示,验证了算法的正确性和适用性。