逆向工程中的曲面重建是三维空间数据场可视化的重要方向。曲面重建作为逆向工程中的重要环节之一,其处理的质量与处理的效率制约着CAD的后续再设计等流程。细分曲面具有任意拓扑性、连续性、仿射不变性等优点而在CAD和动画的造型中都有广泛的应用,LOOP细分曲面是一种极限曲面,以三角形网格为基础组成初始网格,重复细分过程,最后得到极限曲面收敛于光滑曲面。本文以LOOP细分曲面重建为研究对象,通过改进细分曲面重建算法,从而进一步提高曲面重建的造型质量、适应范围以及重建效率。本文介绍了曲线重建的知识和典型的细分方法,对于细分曲面重建中的细分重采样过程,提出了一种基于初始顶点法向的细分重采样方法。该方法将LOOP细分的思想用到细分重采样之中,给出了算法思想、采样范围、对于尖锐特征的LOOP细分实现和算法的具体应用。该算法的基本思想是:直接对给定的基网格进行一次LOOP细分,对初始网格进行采样,用初始网格的顶点代替细分网格的顶点,控制网格保留了基网格的拓扑结构,同时又保持了LOOP细分结构。因为细分网格的顶点用初始网格代替的过程中,只是改变了顶点的位置,细分的拓扑结构并没有被改变。从而解决了细分重采样中基网格难以同时具有控制网格拓扑结构与LOOP细分结构的问题。针对传统算法逼近LOOP细分曲面工作量大、效率低,本文提出将参数插值思想应用到LOOP曲面细分之中,将Bézier曲面的插值过程公式化,分别逼近细分曲面的几何结构与法向量场。对于具有细化单元的GPU与普通GPU,都给出了该算法的具体实现过程。本文提出了两种新的方法,分别优化了逆向工程曲面重建中的细分重采样过程与细分重建过程,从而提高了曲面重建的效率与渲染质量。