发型是3D虚拟角色的一个重要组成部分。在电子游戏、虚拟现实、计算机动画等领域,逼真的人体发型对于创建真实的3D虚拟角色都是至关重要的。逼真的发型建模是计算机图形学领域的重点和难点。复杂的物理性质、数量庞大的发丝数量、种类繁多的发型样式使得进行逼真的发型建模变得极为困难。本文研究和实现了基于头发生成区域的发型建模和交互式参数化发型设计的相关算法。为了能够对各式各样的发型进行建模,提出了基于头发生成区域的分块思想,基于头部平行极坐标系的发根点分配,利用引导发丝生成不同款式发型,实现了发型的物理模拟;为了对发型进行基于头发生成区域的风格化调整,实现了分区域的卷曲功能,提出了分区域的蓬松、长度缩放参数化方法,实现了基于交互的剪发、梳发和卷发功能;为了处理人体与发型之间的穿透问题,实现了基于符号距离场的碰撞检测与响应算法。为了简化辫子发型和发髻发型的建模,提出了基于曲线参数方程的发型建模和参数化调整算法。