人脸表情动画

人脸表情动画是计算机动画研究的一个重要分支．它有着十分广泛的应用前景。本文评述了国内外人脸表情动画方法和技术研究现状，提出了进一步需要解决的问题。并针对真人脸表情点提取难题给出了一个有效的特别的解决方案。     

三维人脸建模与应用

三维建模是计算机视觉和计算机图形学领域中一个基本的问题，人脸借助其特有的普遍性和易用性成为众多先进三维建模算法的实验平台。但是由于人脸的复杂性、易变性，建立逼真的三维人脸模型成为众多研究者挑战的课题。本文分析了三维人脸建模的研究内容和研究难点，总结了1990年以来出现的最新方法和进展，从三维数据的获取、标准三维人脸建模、特定三维人脸建模及应用等三维建模的几个主要环节进行了分类综述，重点介绍了一些主要算法的基本思路和最新进展，并对该领域的研究热点和方向作了较为详细的分析。     

基于单张图像的三维人脸建模与表情动画

在人机交互、数字娱乐等领域,传统的表情合成技术难以稳定地生成具有真实感的个性化人脸表情动画.为此,提出一种基于单张图像的三维人脸建模和表情动画系统.自动检测人脸在图像中的位置,自动定位人脸上的关键点,基于这些关键点和形变模型重建个性化三维人脸模型,对重建的人脸模型进行扩展得到完整的人脸网格,采用稀疏关键点控制的动画数据映射方法来驱动重建的人脸模型生成动态表情动画.实验结果表明,该方法稳定性强、自动化程度高,人脸模型与表情动画比较逼真.     

三维人脸捕获建模和动画技术综述

从历史发展和当前的研究现状的角度对三维人脸建模和动画算法进行综述,通过对三维捕获、参数化人脸建模和动画、表情克隆等问题及其典型算法的基本原理、优缺点等的分析,对它们的特性进行描述和比较.展望进一步值得研究的问题和方向.以期读者对三维人脸建模和动画的主流技术有较全面的了解,并对未来的研究工作有所帮助.     

人脸建模与动画的研究

1.引言人脸建模与动画(face modeling and animation)是计算机图形学中最富有挑战性的课题之一。这是因为:首先,人脸的几何形状非常复杂,其表面不但具有无数细小的皱纹,而且呈现颜色和纹理的微妙变化,因此建立精确的人脸模型、生成真实感人脸非常困难;其次,脸部运动是骨骼、肌肉、皮下组织和皮肤共同作用的结果,其运动机理非常复杂,因此生成真实感人脸动画非常困难;另外,我们人类生来就具有一种识别和     

时空人脸表情动画编辑

为了提高计算机合成人脸表情动画的后期制作效率,提出一种基于时空的人脸表情动画编辑方法.首先使用基于拉普拉斯的网格变形技术将用户的编辑效果在空间域传播到整个人脸模型,很好地保留了中性人脸模型的几何细节特征,从而提高合成表情的真实感;然后使用高斯函数将用户编辑效果在时间域传播到邻近表情序列,保持人脸表情动画的平滑过渡,所合成人脸表情动画与初始给定数据保持一致.该方法为用户提供了人脸表情动画编辑的局部控制,可由用户指定编辑的影响范围,使得编辑效果在指定范围内自然传播.实验结果表明,文中方法所合成人脸表情动画自然、真实,有效地提高了数据驱动人脸表情动画的编辑效率.     

三维人脸建模及在跨姿态人脸匹配中的有效性验证

针对现有三维人脸采集技术对采集场景存在诸多限制,提出了自由场景下基于多张图像的三维人脸建模技术,并对其进行了有效性验证。首先,提出一个姿态及深度值迭代计算模型,实现了特征点深度值的准确估计;然后,进行了基于多张图像的深度值融合及整体形状建模;最后,将深度迭代优化算法（IPDO）与目前最优的非线性最小二乘法（NLS1_SR）在Bosphorus Database数据集上进行了对比,建模精度提高了9%,所重建的三维人脸模型投影图像与二维图像具有较高的相似度。实验结果表明,在大姿态变化条件下,该识别算法借助三维信息相较于未借助的情况下,其识别率可以提高50%以上。     

特定三维人脸建模方法综述

介绍人脸建模的研究背景、研究内容以及研究热点,总结近期三维人脸建模的常用方法及优缺点,展望今后人脸建模的研究方向。三维建模是计算机视觉和计算机图形学领域中一个基本的问题,人脸因其普遍性和特殊性,成为众多研究人员的研究目标。     

利用双线性分析的三维人脸表情模拟技术

具有真实感的三维人脸表情合成是计算机应用领域的一个热点问题.提出一种基于双线性分析的三维人脸表情生成方法.在对人脸数据进行分区域统计分析的基础上,建立了表情与身份相独立的双线性统计模型.设计了该模型的肌肉驱动方法,通过肌肉参数来驱动相应表情统计参数变化来生成丰富表情.对于输入的特定二维或三维人脸,利用形变模型(Morphable Model), 可自动实现其模型匹配.实验结果表明,该方法能够模拟各种具有较高真实感的人脸表情.     

人脸表情识别研究的新进展

人脸表情识别（facial expression recognition,简称FER）作为智能化人机交互技术中的一个重要组成部分,近年来得到了广泛的关注,涌现出许多新方法.本文综述了国内外近4年人脸表情识别（FER）技术的最新发展.首先,介绍了FER系统的组成：人脸检测、表情特征提取和表情分类,并详细叙述了其中表情特征提取和表情分类的方法.然后,对目前广泛应用的人脸表情数据库进行了介绍,并在此基础上对当前一些FER系统的性能进行了比较分析.最后,对FER领域的研究现状和挑战给予了评述,对FER可能的发展方向进行了讨论.     

面向影视动画的真实感三维人脸快速建模算法

针对影视动画领域,利用LS_5000型三维激光扫描仪,提出了一套真实感三维人脸快速建模算法。只需输入真实演员人脸的三维扫描点云和未定标的照片,以及极少的人工交互,即可生成虚拟演员真实感的三维人脸模型（包括几何模型、纹理模型和面向动画的可变模型）。实验结果表明,算法输出的模型简洁规范,可直接应用于实际的影视动画制作,提高了人脸模型建模效率。     

情感表现下的三维人脸颜色建模技术 *

为了提高三维人脸面部表情的真实感 ,研究并提出了一种基于 GPU的人脸颜色参数模型。该模型使用了 MPEG-4中定义的人脸特征点 ,划分了每个特征点的作用范围 ,通过改变特征点的颜色值带动该点周边影响范围内点的颜色改变 ,并采用帧间插值算法实现了颜色的平滑过渡。仿真实验表明 ,该模型达到了较为逼真的人脸表情动画效果。     

Lightweight wrinkle synthesis for 3D facial modeling and animation

We present a lightweight non-parametric method to generate wrinkles for 3D facial modeling and animation. The key lightweight feature of the method is that it can generate plausible wrinkles using a single low-cost Kinect camera and one high quality 3D face model with details as the example. Our method works in two stages: (1) offline personalized wrinkled blendshape construction. User-specific expressions are recorded using the RGB-Depth camera, and the wrinkles are generated through example-based synthesis of geometric details. (2) Online 3D facial performance capturing. These reconstructed expressions are used as blendshapes to capture facial animations in real-time. Experiments on a variety of facial performance videos show that our method can produce plausible results, approximating the wrinkles in an accurate way. Furthermore, our technique is low-cost and convenient for common users.     

True 3D animation for displaying VLSI modeling data

The authors report on a flexible system that provides visual feedback to VLSI designers with a novel display method. The basic problem is to display simultaneously two or more functions f ₁, f₂, . . ., each of which depends on the two spatial variables x and y. The method is based on results from visual perception experiments, which indicated that the human visual system can view simultaneously two or more images that are separated in depth, even if they are combined (superimposed) over a common spatial domain. Two display modes have been implemented: a gray-level mode and a contour mode in which only the edges separating adjacent regions are displayed in an effort to make things easier for the user. This depth-separation technique allows the viewer to register spatially the x,y distribution of multiple variables in an animation sequence. The technique can be applied to many other situations in which a single-plane episode involves several variables     

The 3D Chinese head and face modeling

Perfect fit for people has always been a target for product design. Designers commonly use traditional anthropometric dimensions for 3D product design thus creating a lot of fitting problems when dealing with the complexities of human body shapes. The development of recent 3D anthropometric survey has created an opportunity for complex shape analysis on human model by collecting 3D scan data. Using 3D point cloud data from the SizeChina survey, a methodology of creating a homologous 3D head and face model was demonstrated in this study. Anatomical and virtual landmarks, and surface modeling algorithm based on point cloud data were applied in building the model. The head and face models for all scans had the same amount of vertices with consistent features. The average Chinese models showed obvious differences between male and female. The variations of head and face shapes were analyzed using Principal Component Analysis and the results showed that the largest variations among people were general size, especially for width and depth. However face height, forehead, back of the head, chin and jaw area were also important when describing the 3D shape. The results from this study may be useful in the design of head and facial products.     

真实感3D人脸快速建模研究*

现有的三维人脸建模方法存在三点不足：建模条件苛刻、建模精度不高和建模时间长。针对以上不足,提出明暗恢复形状（SFS）和局部形变模型融合的3D人脸建模方法。该方法利用SFS快速恢复3D人脸粗糙数据,得到3D轮廓脸;然后分别对人脸不同局部应用形变模型恢复其局部3D精确数据,并使用其对轮廓脸进行内插平滑处理重建出高精度3D人脸模型。实验结果表明：该方法能够获得较好的建模精度,在短时间内可以通过单幅真实图像重建出个性化的三维人脸模型。     

浅析3D动漫造型协同创新设计方法

动漫造型的设计是一项依赖于脑力、创造力以及想象力的活动,能够体现出知识经济的特点,其中需要交互式的图形系统和分析计算为主的计算机辅助设计系统,这样才能为设计人员提供工具,实现人机交互．但是这并不能为设计人员的创造性思维有所帮助,也不能支持协同设计。本文首先对3D动漫造型的发展情况进行简述,之后分析3D动漫造型协同创新设计研究现状,结合现状提出3D动漫造型协同创新设计方法,从而引发动漫产业在国际市场上的发展,保证期发展前景的广阔性。