眼周皱纹三维建模

摘要

三维皱纹建模技术是计算机图形学领域的研究热点，近年来在虚拟现实技术、影视制作、医学研究、游戏娱乐等诸多领域，对三维模型的真实感要求日趋提高。眼部的皱纹是皮肤结构上最直观的显著特征之一，所以在三维皱纹建模的领域中,对于皱纹细节的把握程度往往直接影响了模型的真实感效果。随着三维激光扫描技术的成熟，如何使皱纹细节以面向对象的形式，个性化地进行建模是近年来三维皱纹建模领域中的热点研究课题。
　　本文提出一种基于显著皱纹特征提取的眼周局部皱纹建模方法，该方法针对眼周皱纹定位难、形状不易控制的问题，通过三维数字扫描仪得到目标模型数据，使用基于隐式曲面拟合方法精确地获取眼周皱纹特征线。并使用一个改进的皱纹形状控制函数，生成的眼周皱纹形状更接近真实模型效果。本文采用一个新的针对眼周局部区域的皱纹合成方式，主要工作如下：
　　第一，使用三维扫描仪获取三维侧脸数据，包括三维顶点位置信息及三角网格几何信息，对侧脸模型数据作预处理，输出两种眼周模型：特征待提取模型和皱纹待生成模型分别用于特征提取和皱纹建模；第二，采用隐式曲面拟合方法获取特征待提取模型的曲率张量以及曲率的导数，连接特征点后得到光顺连续的眼周皱纹特征线；第三，将提取的眼周皱纹特征线以球形邻域搜索最近顶点，逐一连接最近点对，建立在局部细节待生成的网格当中作为皱纹基准线，确定皱纹生成区域并使用网格简化算法做局部网格简化；第四，使用改进的皱纹形状控制函数使皱纹待生成区域网格变形呈现凹凸的皱纹形态效果。
　　实验结果证明,本文提出的方法可达到面向对象的个性化皱纹合成效果，具有较高的相似度和真实感。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 研究背景及目标

1.3 本文研究算法

1.4 本文结构

2 相关背景理论

2.1 相关工作介绍

2.1.1 三维模型特征线提取

2.1.2 皱纹建模相关工作

2.2 相关技术理论背景

2.2.1 三维模型曲率估算

2.2.2 形状函数驱动方法

3 皱纹特征线提取

3.1 模型预处理

3.1.1 扫描获取眼周数据

3.1.2 眼周模型预处理

3.2 特征线的提取

4 眼周皱纹合成

4.1 皱纹形状控制函数

4.2 皱纹生成区域

4.3 眼周皱纹合成

4.4 实验结果与讨论

4.4.1 眼周皱纹合成效果

4.4.2 实验时间消耗与对比

4.4.3 与其他算法对比

5 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢