人脸三维模型及虚拟人物设计方法研究

摘要

网络技术的发展和普及,网络教育因其便利将会被广泛接受,而交互式虚拟课堂也将会是网络教育中较好的一种教学形式.该论文针对虚拟教师,主要研究适于虚拟课堂的,虚拟人物半身像的设计方法.文中给出了一种人脸三维模型的建模方法,该方法可由人的正面和侧面图象,通过特征点座标获得人脸的三维网格模型.提出了一种个性化人脸的三维建模方法.首先将上述三维网格模型变形,使之与个性化的人脸三维轮廓匹配.然后经纹理映射及纹理匹配,可获得逼真的个性化人脸模型.完成了一个TrueFace虚拟人脸设计系统.并在该系统上,完成了人脸建模,包括人眼、嘴及整个虚拟人脸驱动的实验.文中提出的虚拟人物设计方法已在一台PⅢ800,RAM256的PC机上进行了实验,并成功的获得了一个酷似真人的实验用人脸三维模型,结果表明该方法具有较好的可行性.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章序言

§1.1：应用前景

§1.1.1虚拟商店

§1.1.2虚拟医生

§1.1.3虚拟导游

§1.2人脸模型的研究历史

§1.3人脸模型研究的基本方法

§1.3.1肌肉模型

§1.3.2物理模型

§1.3.3样本模型

§1.3.4特征点法

第二章三维成像及变换原理

§2.1直角坐标系

§2.2成像模型与坐标系

§2.3射影变换

§2.3.1投影变换分类

§2.3.2透视变换

§2.4 3D座标变换

§2.4.1齐次坐标

§2.4.2座标变换

第三章静态模型建立

§3.1照片的拍摄

§3.2预处理

§3.3特征点的选择及表示

§3.3.1 MPEG-4

§3.3.2特征点的选择

§3.3.3特征点的表示

§3.3.4特征点3D坐标

§3.4三维网格模型

§3.4.1三角形划分

§3.4.2三角网格表示

第四章个性化人脸模型

§4.1标准模型匹配

§4.1.1关键特征点提取

§4.1.2模型匹配

§4.2人脸校准

§4.2.1 RBF概述

§4.2.2人脸校准实现

§4.3纹理匹配

§4.4重建实例

第五章人眼驱动实例

§5.1人眼模型

§5.2人眼驱动方法

§5.2.1基本思路

§5.2.2控制点的运动

§5.2.3眼皮边界的运动

§5.2.4非边界特征点的运动

§5.3运动控制

§5.4部分实验结果

第六章人脸驱动基本方法

§6.1基于语义信息的方法

§6.1.1预定义运动

§6.2基于几何形变的方法

§6.2.1算法概述

第七章人脸驱动实例

§7.1基本思路

§7.2嘴巴样本模型库

第八章人脸三维建模系统的实现

§8.1 OPENGL及其特点

§8.2系统GENFACE概述

§8.2.1 CreateFace

§8.2.2 TrueFace

第九章结束语

参考文献

附录A——MPEG4特征点

附录B——攻读学位期间完成的学术论文