采用传统的体模型生成方法对非流形的面网格模型创建体模型时容易产生表面破损。本文提出一套由任意的三角面模型生成体模型的系统方案,对输入的三角网格模型不做任何限制,能够处理包括非流形的、无定向的以及三角形汤模型。本文方法可以有效避免表面破损问题,适用于柔性体的变形和切割仿真。柔性体体模型(以下简称柔性体模型)是由链接和六面体体素组成。通过采用基于八叉树的变形切割算法,对柔性体模型进行实际的切割测试验证了本文方法的有效性与健壮性。具体的研究工作分为以下几个方面:(1)因为由非流形表面所限定的体模型边界在数学上是无定义的,提出在预处理阶段,采用距离场与保证拓扑流形的等值面提取算法(流形移动立方体算法或流形双轮廓算法)将原始模型表面转化为贴近原模型的封闭流形表面。(2)符号距离场的计算与表面重构过程往往非常耗时。针对耗时问题,结合GPU的图形绘制流水线以及OpenCL并行编程框架的优势,对GPU加速的距离场扫描转换方法进一步改进。本文的距离场算法适用于任意三角网格模型,比基于维诺图思想的特征扫描转化算法适用范围更广,而相比基于空间分割的多线程算法效率可提高10-12倍。(3)利用GPU加速技术改进了保证拓扑流形的等值面提取算法,进一步的提高了将原始模型表面转化为封闭流形表面的整体效率,并降低了内存消耗。(4)预处理过后,依次实现体素化、重构表面等过程并生成用于变形计算的八叉树,完成柔性体体模型的构建。本文的体素化算法,也可直接用于某些含有轻微裂痕和微小孔洞的非流形表面,从而可为这类模型省去预处理的时间。