随着人们对数字媒体的认识与利用从数字音频、数字图像、数字视频步入数字几何时代，人们对于高质量三维模型数据的需求也在与日俱增.三维模型正在被广泛应用于工业设计与制造、生物医学、多媒体娱乐等日常生活的各个领域.作为计算机图形的重要研究内容之一，三维模型建模与处理，一直广受关注.如何准确、智能、高效及方便的创建与处理三维模型始终是计算机图形学的重要研究课题.近年来，人们逐渐意识到通过对模型形状、结构以及功能等语义信息的分析与理解有助于三维模型的创建与处理，因此数据几何处理研究正在由低层次的几何属性分析逐步向高层次的语义分析转变.此外，智能交互技术的蓬勃发展激发了用户参与模型建模与处理的热情.用户对于简单易用的交互建模工具的需求正在不断增大.在这两大发展趋势的相互影响与促进下，三维模型建模与处理也呈现出基于语义分析的形状分析方法与用户交互的建模手段相结合的趋势.　　本文围绕语义引导的交互建模与处理这一核心问题进行研究，针对具体的三维形状分割与三维形状建模问题提出了新颖的解决方法和交互方式.并将语义引导的模型处理思想推广到建筑外立面建模领域.论文主要研究成果包括:　　1.针对三维形状分割，我们提出了一种语义引导的前景勾画式三维形状分割技术，Paint Mesh Cutting.与之前的交互分割算法不同，用户只需关注感兴趣的前景区域，并通过在前景区域渐进式勾画，实时得到形状的语义分割结果.这种分割方式体现了“所画即所得”的设计宗旨.我们是通过引入模型的语义分析实现这一交互分割技术的.我们利用高斯混合模型和形状直径函数(Shape DiameterFunction)对模型的结构与用户分割意图加以学习与理解，并结合基于视觉感知的极小值原则(minima rule)及图分割优化算法对模型进行分割.实验结果与用户测评表明，我们提出的算法能够协助用户轻松的完成形状分割任务并得到精确的分割结果.　　2.针对三维形状建模，我们提出了一种语义引导的草图勾画式三维形状建模技术.用户使用草图勾画的交互方式，并通过三维模型部件装配的方法创建新模型.与之前的草图勾画式形状建模技术不同，我们的系统在用户进行草图勾画时，在草图下方动态提供阴影引导图以协助用户准确快速的表达设计意图.系统采用基于草图的三维形状检索技术实现形状检索与阴影引导图合成，并利用用户草图辅助模型部件的拼接.此外，借助于对数据库中三维形状的结构语义分析，我们创建的模型保持了原有模型的结构特征.用户通过勾画草图还可对模型进行进一步的编辑处理.用户测评表明，我们的系统可以辅助用户准确高效的表达建模意图及创建新模型.　　3.我们将语义引导的分析与建模思想推广到建筑外立面建模领域，提出了一种语义引导的建筑外立面结构化修复技术.我们通过分析将外立面抽象的表达为一组网格的布局，并将外立面修复问题分解为外立面网格布局的结构修复与外观修复两个部分.我们首先利用概率图模型对大量建筑外立面的结构进行学习与理解，并对外立面的网格属性信息进行分析.给定不完整的外立面，我们首先通过贝叶斯网络对外立面高层次属性进行推测，并利用因子图模型进行采样，得到符合可见部分约束的外立面网格布局.随后再利用因子图模型对外立面的建筑元素（门、窗及装饰物等）的属性进行采样，实现对外立面的外观修复.实验表明，我们的方法可以修复大数据量缺失的外立面，并得到美观且风格一致的修复结果.