人臉動(dòng)畫中逼真紋理生成方法的研究.pdf

1、真實(shí)感的三維特定人臉建模和表情動(dòng)畫是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的課題。隨著計(jì)算機(jī)游戲、影視制作和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，這一研究課題越來(lái)越受到人們的普遍關(guān)注。人臉紋理是三維人臉的外在表現(xiàn)，決定人臉動(dòng)畫制作的成敗，所以三維人臉的逼真紋理生成對(duì)于逼真人臉建模和表情動(dòng)畫具有重要的意義。 本文的工作重點(diǎn)是人臉建模和人臉表情動(dòng)畫中逼真人臉紋理的生成，包括兩個(gè)部分：一部分是人臉個(gè)性化重構(gòu)階段的近似人臉全視角紋理圖合成，另一部分是人臉動(dòng)

2、畫階段的與表情動(dòng)畫一致的細(xì)微紋理生成。首先概述了課題的研究背景與意義，并分析了國(guó)內(nèi)外已經(jīng)提出的人臉紋理生成方法，并分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，提出了基于正側(cè)面人臉照片的人臉近似全視角紋理圖生成方法和基于表情動(dòng)作單元參數(shù)的人臉細(xì)微表情紋理生成方法。具體內(nèi)容如下： (1)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于徑向基函數(shù)的分層、分部位的三維特定人臉重構(gòu)方法。由于人臉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用單個(gè)約束方程構(gòu)造人臉的方法未能精確地刻畫細(xì)致的人臉部位，且計(jì)算量大，因此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3、了一種基于徑向基函數(shù)的分層、分部位的三維特定人臉重構(gòu)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法不僅使重構(gòu)后的人臉部位更符合自身特征，而且明顯降低了計(jì)算量。 (2)基于正側(cè)面人臉照片的近似人臉全視角紋理圖合成方法。分析了傳統(tǒng)的基于正側(cè)面人臉照片構(gòu)建全視角紋理的不足之處，提出了一種基于金字塔分解的圖像拼接方法，并設(shè)計(jì)了圖像交接處色彩融合算法融合拼接邊緣，得到一種近似的人臉全視角紋理圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法合成紋理簡(jiǎn)單有效，對(duì)特定人臉模型的紋理映射效

4、果較逼真。 (3)基于表情動(dòng)作單元參數(shù)的人臉動(dòng)畫中細(xì)微表情紋理的生成方法。采用表情比率圖實(shí)現(xiàn)面部細(xì)微紋理的遷移，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)有機(jī)結(jié)合臉部表情動(dòng)作單元的動(dòng)畫參數(shù)實(shí)現(xiàn)人臉動(dòng)畫中細(xì)微表情紋理特征的參數(shù)化表示。使人臉部表情紋理與臉部動(dòng)作單元參數(shù)變化一致，實(shí)現(xiàn)逼真的人臉動(dòng)畫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以實(shí)現(xiàn)人臉具有細(xì)微表情紋理特征的真實(shí)感三維人臉動(dòng)畫。 (4)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有逼真紋理的三維人臉重構(gòu)和表情