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具有高度真实感的人脸表情动画一直是研究者们追求的目标。在人机交互方向、计算机图形与处理方向和计算机视觉方向,该研究都获得了高度关注。无论是本方向建立初期还是现代研究趋于成熟时,研究人员在该领域都投入了大量的人力物力,并做出了卓越的贡献。本文主要从人脸三维网格建模角度,对人脸表情动画中的细节改进方法进行了深入的研究。本文主要研究内容和工作包括以下几个方面: 提出了一种在人脸三维网格模型基础上的人脸表情动画方法。对于一张证件照,或一张由摄像头采集的包括任何背景的人脸正面图片,本系统可以基于这张照片建造专属于照片内容本身的个性化三维模型。首先对图片进行特征点定标,结合离线情况下建立的人脸库,迭代求出相关系数,从而建立个性化的三维人脸模型。 为了在后续人脸表情动画阶段能够逼真地反映细节信息,如眼睛转动、微笑时应该露出部分牙齿、头部转动时头发背景信息锯齿等问题,本文在原有基本模型基础上添加了眼睛模型、部分牙齿模型、还有反映头发和背景信息的网格。最终模型包括了照片所提供的全部信息,因此在后续工作中能反映表情动画中的细节信息。 本文在人脸模型动画阶段采用了表情克隆技术将标准模型上点的动画数据直接映射到已经建立好的个性化三维模型上,从而驱动照片提供的人物的三维个性化模型进行表情动画。为了提高动画真实感,本文用MAYA软件制作出了一套近似真人表情的动画数据,包括头部不时轻微转动以及模拟真人眨眼等动作。 本文对眼睛部分的建模与动画进行了特殊处理,从而可以看见人脸模型后人眼部位置放置的人眼球状模型。对于眼睛的转动可以对该眼球模型进行旋转等操作。同时为了解决头发动画锯齿问题为模型增加了新的动画关键点,并制作了相应的动画数据,得到了整体不错的动画效果。