浮雕作为一种介于绘画和雕塑之间的艺术形式,已被广泛应用于叙事、装饰以及其它方面。传统浮雕设计依赖于艺术家的专业技能和经验,费时费力且交互复杂。近年来,随着数字化浮雕建模系统的高速发展,三维物体或二维图像的自动化或半自动化浮雕生成技术逐步成为了浮雕设计的研究热点。人像浮雕是常见的浮雕类型,但现有的浮雕生成技术主要面向一般类型物体,并不适合处理具有明显人像几何特征的三维人像浮雕。本文以人像浮雕为研究对象,针对高度场深度正变换和逆变换问题做了深入研究,具体包括两个方面:(1)针对3D人像到2.5D人像浮雕的深度正变换即人像浮雕建模问题,提出一套人像浮雕的专用建模流程及算法。首先将输入的3D人像模型分割成多个子区域,从而灵活处理不同的人像特征;为了强化浮雕内的视觉重要特征,对3D人像不同区域的显著度进行定义并进行法向增强;视点方向定位后,将输入3D模型转化为2.5D的高度场,然后进行拉普拉斯网格变形优化高度场。结果表明,本文提出的方法,对人像模型几何细节、视觉上显著度特征和深度结构层次可以有效的进行建模,相比现有方法具有更好的建模效果。(2)对人像浅浮雕深度逆变换即厚度编辑问题进行研究,提出一套专用厚度编辑算法。首先提取了2.5D浅浮雕模型的已知几何信息:法线和轮廓线;然后根据轮廓线构造了一个法向图膨胀算法,用于估计高度场整体几何形状;接着设计了一个法图迁移算法,将提取到的浮雕法图迁移到膨胀法图之上;最后利用泊松重建算法对浮雕的厚度进行编辑。实验结果表明,该算法可以有效编辑人像浅浮雕厚度,编辑后的人像浅浮雕较好的保持原有浅浮雕的几何细节和视觉效果。