浅谈人脸建模与动画技术

１ ．１ 人脸建模模型
可以用两种办法来实现人脸表面 的模型 ： 解析 曲线 曲
面 【 Ｉ 多边形网格模 型。但是从几 何上看由于 人脸面部存 ２和 ｕ ３ 在 多个面， 用曲线 曲面来逼真地描述势必造成运算量大 。 网 格模 型即在面部取一定数量 的点 ， 然后将点连接成 网格 ， 网
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｆ ｃ ｏ ｅ ｉ ｇ；Ｆ ｃ Ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｖ ｒｓ ａ ｅ Ｍ ｄ ｌｎ ａ ｅ ｎ ｍ ｔ ｏ
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模 型 中 何外形和纹理的变化， 几 以及如何有效的驱动人脸模
型做 出复杂的表情和动作 。
人脸动画是指用计算机 图形学的技术来模 拟人面部表情
拟特定的人脸 。 了使得人脸模型具有一定 的通 用性 ， 为 一般 首先建立 巾性人脸模型 。 所谓 中 性人脸模型 ， 就是一张 “ 标
模型、简单弹性网格模型、物理学模型。
（ ）基于 参数 的模型 １ 基于参数 模型是 Ｐ ｒｅ ７ 年代提 出，８ 年代给 出新 ａｋ 于 Ｏ Ｏ 的版本提 出了一 种参数化模型 。 参数运用在 网格模型上， 基 本思想是通过少量 的控制参数作用在人脸模型上， 来调 整面
细节特 征不一样 ，网格有疏有密 。比如眼睛 、鼻子 和嘴巴，
脸建模是研究人脸模 型的静态建模 ， 生成具有真实感 的人脸
动画的基础 一几何外 形和纹理特征。 人脸建模 定义 人脸的几 何模型 以及模型 表面的皮肤属性 。 人脸动画研 究是在 已有的 人脸模 型上 建立 动态过程 ， 拟人脸表情和动作 ，包括人脸 模 ★基金项 目：福建省教育 厅 Ｂ 类课题 （Ｂ Ｓ ７ ＪＯ ２）
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格 可以是三角形 、 四边形或其它多边形 。 点的坐标数据可 以
流露，意愿的表达，基本是通过脸部动作完成。目前人 脸动
画 技术 主要分成两个 部分来实现 ： 人脸 建模 和人脸动画 。 人
利用三维激光 扫描仪 等设备获得， 但这 些设备价 格昂贵 ； 另一 种方法是利用多幅 图像 的数据来调节标准模 型 【 图像 ５ ］ ， 可 以由数 码相机拍摄， 或从视频 中提取 。 由于 人脸不 同部位
这些部位表情动作 丰富 ， 结构复杂 ， 要用 比较密 的多边 形来
描述 。 设计人脸模型的时候， 必须把人脸 的几何表示和它 的变
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形联系起来 ， 这样 才方便今后的人脸动画 。 目前存在许多种 人脸模型 ，其中具有典型意义的有 ： 基于参数的模型、肌肉
动 作的技术 。１７ ９ ２年 Ｆ ｅ ｅ ｉ ．ａ ｋ 开创 了计算 机人脸 ｒ ｄ ｒ ｃ ＩＰ ｒ ｅ 建模与动画 的研 究领 域 ， ０ ３ 多年来一直是计算机 图形学 的
一
本文就人脸建模和人脸动画的发展及其研究成果进行综
述 ，第一 节介绍人脸建模技术，第二节介绍人常广泛，如人机交互 、
第三节结束语，给 出计算机人脸动画研究未来 的发展方 向。
１ 人 脸 建 模 技术
游戏娱乐 、 虚拟仿真等 。 近年来，随着计算能力 的飞速高效
率 向前 发展和 网络应用的蓬勃发展， 越来越多 的人投 身于这 个领域 的发展 。 多年 的研 究工作取得 了很大 的成功 ， 仅提 不 出了许 多具 体的理 论与方法，并且已在许多行业已有应用 。 但是，即便科学 技术发展到今天， 我们不得不承认模 拟 人体 的行为与功 能仍然是一个难题， 因此广泛 的应用还 有待 时 日。人脸结构复杂 ，能产生非常丰富的表情，人类情感 的
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｌ ｓ ｉ ｙ ａ ｄ ｕ ｍ ｒ ｚ ｈ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ａ ｅ ｍ ｄ ｌ ｎ ｎ ａ ｅ ａ ｉ ａ ｉ ｎ、 ｉ Ｓ ｂ ｓ ｃ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｓ ｒ ｃ ｏ ｃ ａ ｓ ｆ ｎ ｓ ｍ ａ ｉ ｅ ｔ ｅ ｏ ｃ ｐ ｆ ｆ ｃ ｏ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｆ ｃ ｎ ｍ ｔ ｏ ｔ’ ａ ｉ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
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翁 伟
Ｗ ｅｎｇ Ｗｅｉ
（ 门理工学院计算 机科学 与技术系，福建 厦 门 ３ １２ ） 厦 ６０４ ｆｅ ａ ｔ ｅ ｔ ｏ ｏ ｐ ｔ ｒ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｉｍ ｎ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｔ ｃｎ ｌ ｇ ，Ｆ ｊ ａ ｉ ｍ ｎ ３ １２ ） Ｄ ｐ ｒ ｍ ｎ ｆＣ ｍ ｕ ｅ ｃ ｅ ｃ ，Ｘ ａ ｅ ｎ ｖ ｒ ｉ ｙ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｕ ｉｎ Ｘ ａ ｅ ６ ０ ４
摘 要 ：对人脸建模 与动画的概念 、基本技术 与实现 思路进行分 类总结，分析各种技术 的特 点与缺 点，对人脸 动画的发
展过 程进行全 面的认识 ，并描述一种人脸建模特定化 的一般过程 。 关键词 ：人脸建模： 人脸 动画
中 图分 类 号 ： Ｐ ９ ． Ｔ ３ １９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：ｌ ７ ～ ７ ２ （０８７ ０ ７ — ３ ６ １ ４ ９ 一２ ０ ）— ０ ５ ０