真实感三维人脸建模技术研究

【摘要】： 创建逼真的三维人脸模型是计算机图形学领域一个极富有挑战性的课题。随着虚拟现实、影视制作、游戏娱乐、可视电话等应用的发展,这一研究领域越来越受到人们的关注。特别是20世纪90年代以来,计算机视觉和计算机图形学技术的迅猛发展为三维人脸建模提供了技术支持,许多学者开始尝试建立逼真的三维人脸模型,并取得了显著的成绩。 如今许多研究者还是始终在坚持不懈地进行着这方面的探索。一方面,真实感人脸建模有着重要的学术意义,是目前计算机图形学、计算机视觉领域最困难的问题之一,同时该问题也是包括生理学、心理学、物理学等多个领域的跨学科问题。另一方面,三维人脸模型有着极为广泛的应用,而且随着各方面技术的发展,三维人脸模型将会在各方面得到更深更广的应用。 这里提出了一种快速的三维人脸建模方法,该方法将人脸模型划分成若干个运动相对独立的功能区,然后在各功能区内使用加权自由变形DFFD方法对一般人脸模型进行变形。由于功能区的引入,控制点的数量极大的减少,所以极大的降低了计算量,能很好地满足实时性且更具真实性。 然后采用多光源光照模型进行匹配,通过对环境光和每个光源的强度进行不断优化实现对目标光照的估计。实际中复杂光照环境可以通过多个光源的变化来近似模拟。采用纹理映射方法把输入图像垂直映射到三维人脸几何模型上。纹理获取方法是实时的,在把二维图像直接映射到三维几何模型时,由于遮挡的关系(比如耳朵周围),模型上的部分区域无法获取相应的纹理颜色,因此在获取的纹理上会有一些空白区域,为了填补这些空白区域,采用根据已知区域来填补空白区域的线性插值算法。实现了人脸真实感处理。