随着数字多媒体技术在网络上的广泛应用，数字产品以其方便快捷，深受人们喜爱，电子出版、网络视频、数字图书馆、电子商务迅猛发展。虽然它给人们带来了便利，但是同时也带来了安全隐患，非法复制和篡改可以轻易而举的实现。对版权进行保护、对内容进行认证、保护信息安全成为人们关注的焦点。数字水印应运而生，对于二维数字水印，如应用于图像、音频、视频等已日渐臻熟。伴随着图形艺术、3D游戏、动漫设计及虚拟现实等的快速发展，三维数字水印迫在眉睫，亟待解决。本文主要研究了基于几何特征的三维模型数字水印。论文主要研究内容如下：第一，介绍了数字水印的分类、特点，然后是国内外研究背景和意义，从而引出对三维模型数字水印的内容的研究和意义的阐释，继而介绍了文章的主要内容和组织结构。第二，阐述了三维模型数字水印的最基本的理论。首先对三维模型数字水印的嵌入提取流程进行了解释，明白水印是如何嵌入提取，然后说明三维模型数字水印的特点、算法的分类、有哪些攻击手段、以及受到攻击的解决方法。随后给出了三维模型数字水印的评价标准、三维模型的表示方法和拓扑结构等。最后对三维模型数字水印的算法进行了深入了解和解析。第三，本文提出基于粗糙度的三维网格模型数字水印算法，通过局部几何空间中封闭一环邻域内的质心的法向量及加权法向量的夹角选取候选顶点。利用模型的粗糙度来选择嵌入顶点。首先以最小包围盒的中心作为三维模型的中心，利用点到中心的距离这一几何特征分块，根据粗糙度得到权值，使用顶点相邻面法向量的夹角的均值作为粗糙度，然后顶点邻接三角形的面积均值与所有三角形面积均值的比值作为粗糙度，比较衡量权值，从而选择嵌入顶点。实验表明能够在保证鲁棒性的前提下，降低三维模型的失真度，提高三维模型数字水印的不可感知性，更适合三维模型版权保护。第四，本文提出了一种基于几何特征的三维模型数字水印算法，也是一种提高鲁棒性的三维模型的嵌入二重双层数字水印算法。根据三维模型仿射不变性将三维模型转换到球面坐标系中，根据顶点信息和模型的面片冗余信息之间相互独立、互不关联，嵌入双层水印。第一层依据顶点与其邻接三角面的平均法向量之间的夹角来选择特征点。通过特征点的模长与特征点和其邻接点的加权模长之间比较，嵌入水印信息。第二层根据分别计算三角面片三个顶点的仿射不变量范数，求得最大最小值，根据最大最小值，改变三角面片的顶点排列顺序，实现嵌入水印。实验结果表明，该嵌入算法鲁棒性增强，能够抵抗平移、缩放、平移等几何攻击。第五，将三维模型数字水印算法应用于三维动漫的关键角色上，基于粗糙度的三维模型数字水印提高了三维动漫的关键角色的三维模型的不可感知性，保证了人们对高清的要求。基于几何特征的三维模型数字水印提高了三维动漫的关键角色的三维模型的鲁棒性，当三维模型被盗用，检测出来的水印信息，可以作为法律依据来证明品牌、版权的归属权。在传输过程中，遭遇到攻击后，一层水印被损坏后，还有另一层来保证传输的安全性。