尽管齿科CAD系统已经在临床上被广泛应用,但是在用该系统进行修复体设计时依然需要大量的交互操作。因此减少该系统中的交互操作将有利于提升修复体的设计效率。本文主要针对曲面重建和形态优化方法对减少修复体设计时的交互操作进行了研究,该研究主要包括标准牙定位,标准牙表面细节特征重建,提在大多数齿科CAD中,标准牙定位通常需要复杂的交互来完成。在本文中,标准牙定位将被看作一类模型变形,这将有利于完成标准牙的自动化定位。本文首先将咬合信息和解剖学特征点引入到标准牙库中。然后将待修复牙列中对颌牙的位置作为其标准牙库中同名牙在待修复牙列中的目标位置,并通过径向基函数求取该标准牙上的解剖学特征点在待修复牙列中的坐标。最后基于解剖学特征点和Laplacian变形算法提出标准牙的自动化定位算法。标准牙的表面细节特征需要被重建,因为标准牙具有比天然牙更加丰富、明显的细节特征。标准牙的细节特征衰减可以通过Laplacian坐标的变化得到。因此本文首先采用改进莫斯函数来提取标准牙上的显著点,细节特征衰减将通过标准牙上的显著点和天然牙的映射点来求取。然后该细节特征衰减将通过径向基函数扩散到缺失牙在标准牙库中对应的同名牙上。最后通过提出基于细节特征衰减的Laplacian变形算法完成该标准牙的表面细节特征重建。重建之后的标准牙将具有更加接近理想修复体的外形。牙齿生物特征线是标准牙生成初始修复体的重要约束。因此牙齿生物特征线是否准确提取将决定最终修复体的质量。在提取特征线前,需要制备相应的牙预备,而目前,牙预备都是通过牙医手工打磨得到。这将使得牙预备上容易出现模糊区域,在这种情况下,需要提取该区域最外侧的特征线从而防止食物残留。本文首先将此特征线提取问题转化为路径寻优问题,并基于极值系数和网格拓扑关系建立用于路径搜寻的图。然后提出外向系数用于提取模糊区域的牙齿生物特征线,并将其与曲率统一到特征属性中,共同构成改进A*算法中的真实代价函数。最后为了防止对特征线的重复提取,本文还将蚁群算法的禁忌表引入到改进A*算法中,从而实现牙齿生物特征线的准确提取。CAD的前期造型工作,避免对修复体同一区域的重复调整。本文基于改进蚁群算法提言,首先基于AABB（Axially-aligend bounding box）层次包围盒获得相关的干涉信息。然后通过固定部分变形参数,将修复体形变最小问题转化为约束点选择问题,这里约束点选择问题即为一类广义旅行商问题。最后通过改进蚁群算法对这在实验部分,通过本文所搭建的齿科CAD平台完成了固定义齿单冠修复的修复体设计。实验结果验证了本文所提方案能够以少量的交互操作设计出合格的修复体。