近年来,随着计算机图形学技术的不断发展,网格变形技术成了人们研究的热点,并且被广泛应用于很多领域。在医学仿真和辅助治疗系统中的软组织的变形就是网格变形技术的一种重要应用。根据各种网格变形方法的特点和软组织的变形特性,本文对基于几何变形模型的微分网格变形技术和基于物理变形模型—质点-弹簧模型的变形方法进行研究。阐述了Laplacian微分坐标的计算方法及利用微分坐标进行网格变形的技术原理,实现了这种变形方法并将其应用到了虚拟牙齿矫正系统,实验表明这种方法变形速度快,但网格较复杂时变形效果不好。对于基于质点-弹簧模型的变形方法,讨论了质点-弹簧模型的建立过程及利用该模型进行变形的原理和步骤,实现了这种变形方法并将其应用到了牙龈变形中,实验表明这种方法变形效果好但比较耗时。基于对上述两种方法在变形精度和时间性能等方面特点的分析,提出了一种快速的软组织变形方法。这种方法是综合上述两种方法的优点,将基于弹簧-质点模型的物理变形方法和基于Laplacian微分坐标的几何变形方法相结合,利用质点-弹簧模型能够赋予数字几何模型生物力学特性的优点和基于Laplacian微分坐标的方法能够保持数据的细节信息且变形快速的特点实现软组织的快速变形。该方法首先将原始数据进行保持边界的网格简化操作,然后分别利用基于弹簧质点模型的方法和微分变形技术实现网格的整体变形和局部变形,最后将局部信息和整体变形数据进行整合并用于更新网格中顶点的位置。实验表明这种方法不仅加快了软组织的变形速度,还保存了原有细节,能够更逼真的模拟软组织的变形。在Visual Studio 2010编程环境下,采用C++语言并利用VTK和OpenCV开源库,实现了本文的算法,并将其应用到了自动排牙软件系统中,实践表明该方法有效可行,变形速度快。