随着计算机在工程设计领域应用的进一步发展，以虚拟交互技术和计算机辅助设计技术为基础的虚拟CAD日益受到重视。曲面重建技术在CAD工程与可视化领域有着广泛的应用，本文基于Pro／E系统三维造型信息，提取三角剖分网格，面向曲面变形研究网格模型建模、网格模型优化及几何重建技术。 第一章综述了虚拟环境中曲面变形设计相关技术研究及其应用的发展现状。介绍了本文的研究意义、研究内容与总体结构。 第二章给出了面向曲面变形与重建的曲面零件层次网格模型，基于分层次的零件信息模型来表达网格面的特征属性及几何属性。该模型能更好地满足变形曲面重建对网格的要求。根据层次网格模型，给出了基于外部CAD模型的零件信息组织方法。 第三章针对曲面网格简化操作过程中出现的空洞剖分问题，讨论层次模型的网格优化方法，提出了基于弦内角最大准则的局部网格简化方法；针对网格曲面上存在的曲折边界缺陷，提出以边界轮廓算术平均偏差作为边界曲折程度评定参数的边界平滑优化剖分方法。 第四章讨论了常用的三角Bezier曲面重建及矩形域B样条曲面重建方法在层次网格曲面上的应用。通过引入单边退化概念，进行四边域上的Bezier曲面重建；通过引入保形参数化映射，讨论双三次B样条曲面重建方法；在网格曲面四边拓扑分析的基础上，给出了基于深度搜索的角点求取方法，拓展了Floater双三次B样条曲面重建的应用范围。 第五章以摩托车曲面虚拟变形设计软件的开发为背景，简要介绍摩托车曲面虚拟变形设计软件的概况，然后详细讨论变形曲面重建模块的主要功能及实现方法，并给出和分析了系统的应用实例。 第六章总结本文的主要研究工作，并给出了今后研究工作的方向。