● 摘要
具有真实感的三维人脸建模和动画一直是计算机图形学和人机交互中非常活跃的研究领域，在电影制作、计算机游戏、视频会议、人机接口等领域都有广泛的应用。随着虚拟现实技术的发展，表演驱动技术逐渐成为动画制作的主流。本文主要对基于表演驱动的人脸表情动画的生成进行了研究，并开发了动画原型系统。本文首先介绍了人脸建模的过程，通过变形通用的人脸模型得到特定人脸模型，用非均匀三角网格表示，利用OpenGL 完成对模型的绘制以及真实感处理，如光照处理和纹理贴图等。其次，本文利用基于径向基函数的分层分部位的人脸插值方法，在不同的层面上使用不同的径向基函数对人脸进行插值完成三维人脸变形，并与一次性整体插值的结果进行了比较。分别对三角网格上的近似测地线距离和精确测地线距离进行了计算，并将其代替欧式距离应用到插值过程中，对相应地表情生成结果进行了分析和比较，证明本文的方法更加符合人脸拓扑结构的变化，使生成的表情更加真实。最后，本文开发了基于表演驱动的人脸表情动画原型系统。采用NDI 的OPTOTRAK CERTUS 设备，获取人脸特征点的位置变化，得到特定人脸表情数据库。系统可以同步显示模型变化，网格和特征点的变化，支持同步视频播放，增强了人机交互性，可以直观的观察到表情生成时各部位的变化。