轻质结构生成与优化（light-weight structure generation and optimization），理学-计算机科学技术-计算机应用-计算机图形学-几何造型与数字几何处理-3D打印中的几何计算，在保证制造物体的几何质量及物理性能等约束情况下，通过在物体内部生成轻质结构，以减少物体的整体体积及材料使用量，降低制造成本。随着3D打印技术的迅猛发展，3D打印的成本也在不断下降。即使如此，相比传统制造业的产品，3D打印产品的成本还是比较高的。其成本常通过单位体积所消耗材料的费用来表示。由此可见，3D打印的成本与所消耗的材料体积成正比。因此，如果想降低打印成本，那么在不影响物体表面质量的前提下，通过优化模型来减少模型实体体积将是一个很好的方法。在机械和CAD领域，很早就有研究者开展了这方面的研究。注意到动物组织、骨骼等对象所具有既轻便又结实的结构特征，在随机几何(stochastic geometry)的基础上，可以利用随机函数来表示这类多孔性结构。