三维建模技术的普及,使三维模型大量产生,为了充分利用已有的模型资源,基于内容的三维模型检索系统的研究逐渐受到人们的重视,三维模型形状特征提取就是该研究领域中一个比较基本的问题。本文主要是对三维模型形状特征提取方法的实现研究,主要工作包括改进实现基于模型体素化的特征提取方法,改进实现基于射线的特征提取方法,改进实现体素球面调和变换方法和射线球面调和变换方法,改进实现基于临界点特征的体素化三维模型骨架提取方法,开发了进行检索实验的可视化特征提取实验平台。为了三维模型形状特征提取的效率,本论文将模型的体素化过程分成两个阶段。首先利用距离增分算法对模型表面进行体素化处理。在此阶段把模型的表面三角面片变换成具有一定大小的立方体素,而由此提取模型的表面特征。然后为了提取模型的结构特征对内部区域进行体素化。为了内部区域体素化,首先设计六个三维模板,并把它匹配到每个内部分割区域,从而得到以符合模板条件的分割区域作为内部体素。针对射线方法计算效率低下的问题,本文利用采样射线的共面一致性极大地提高计算的效率。射线方法也可以通过球面调和变换加以改进,其特征向量获得旋转不变性同时也降低了维度。本文对基于临界点特征的体素化三维模型骨架提取方法进行探讨。本文在一种将网格模型有效转换成体素模型方法的基础上,改进实现了实体体素球面调和变换方法。检索实验结果表明,实体体素球面调和变换方法有较好的检索效率。通过检索实验还确定了各种方法的参数最佳取值,以及合适的相似性度量方法。