游戲引擎中三維人臉造型與表情動(dòng)畫(huà)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、具有高度真實(shí)感的三維人臉動(dòng)畫(huà)技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用于電影制作、面部手術(shù)、遠(yuǎn)程會(huì)議等系統(tǒng)中，通過(guò)加入人臉表情以及對(duì)話過(guò)程中的臉部肌肉動(dòng)作等細(xì)節(jié)表現(xiàn)，可以大大提高視頻游戲中虛擬場(chǎng)景的逼真度。另一方面人臉動(dòng)畫(huà)與傳統(tǒng)人體動(dòng)畫(huà)中的骨骼蒙皮技術(shù)之間存在著很大的差異，特別是在面貌造型、表情造型、紋理創(chuàng)作、動(dòng)畫(huà)生成等方面。針對(duì)這些差異，已有不少專家學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)的工作，但目前研究還不是很充分，特別是在結(jié)合游戲引擎進(jìn)行游戲中三維人臉造型與動(dòng)畫(huà)生成方面。

2、 本文首先系統(tǒng)地分析和總結(jié)了目前人臉造型與表情動(dòng)畫(huà)方面的相關(guān)技術(shù)，在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合圖形渲染引擎的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了人臉造型與表情動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，并從中完善了人臉動(dòng)畫(huà)的一系列方法。本文針對(duì)用戶創(chuàng)作的靈活性需求，從總體角度提出了合理的系統(tǒng)架構(gòu)和處理流程，給予用戶創(chuàng)作的最大自由度。在面貌造型方面，基于已有的空間變形算法，提出了一種更為簡(jiǎn)單高效的算法，通過(guò)MPEG-4FDP所構(gòu)成的控制網(wǎng)格，利用表面細(xì)分的連續(xù)性和一致性，產(chǎn)生平滑的變形空間，使得

3、控制網(wǎng)格的變形能夠通過(guò)該空間傳遞到人臉網(wǎng)格上。在表情造型方面，本文提出了利用MPEG-4FAP與基于距離衰減函數(shù)計(jì)算特征點(diǎn)和非特征點(diǎn)位移量的方法，實(shí)現(xiàn)了支持6種基本表情造型的子系統(tǒng)。在面部紋理創(chuàng)作方面，針對(duì)傳統(tǒng)紋理制作的缺點(diǎn)，提出了直接在三維模型上進(jìn)行紋理繪制的方法，采用基于GPU加速的層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了三維可視化面部紋理創(chuàng)作子系統(tǒng)，滿足了創(chuàng)作的交互性、直觀性和實(shí)時(shí)性。在表情動(dòng)畫(huà)生成方面，提出了基于表情快照的表情動(dòng)畫(huà)產(chǎn)生方法，實(shí)現(xiàn)了與