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《基于物理模型的人脸表情动画技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第25卷第3期计算机学报Vol.25No.32002年3月CHINESEJ.COMPUTERSMar.2002基于物理模型的人脸表情动画技术研究1),3)2)1)3)邹北骥彭永进伍立华彭群生1)(湖南大学计算机与通信学院长沙410082)2)(湖南大学电气与信息工程学院长沙410082)3)(浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310027)摘要用计算机建立人脸表情动画是当前计算机图形学研究领域中的一个富有挑战性的课题.该文在总结了国内外有关该课题研究方法的基础上,提出了一种基于物理模型的人脸表情动画生成算法,并依该算法设计和开发了一个实际的
2、人脸表情动画系统HUFACE.该算法将人的脸部模拟为一个弹性体,为使计算简化,又将人脸表面依其生理特征分为八个子块.脸部表情所产生的五官动作模拟为弹性体的形变,并建立相应的弹性形变模型.当脸部表情引起脸部各子块形变时,每个子块上的各点将发生位移,于是利用该模型计算这些点的位移量,由此获得表情动画中的每一帧画面.由于脸部动作由该形变模型控制,且计算简单、速度快,因此不需存储表情动画中的各个画面,提高了系统的效率.实验结果表明,由HUFACE系统生成的人脸表情真实、自然.关键词人脸表情动画,物理模型,弹性形变中图法分类号:TP391FacialEx
3、pressionAnimationBasedonPhysicalModel1),3)2)1)3)ZOUBei-JiPENGYong-JinWULi-HuaPENGQun-Sheng1)(SchoolofComputerandCommunication,HunanUniversity,Changsha410082)2)(SchoolofElectricandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082)3)(StateKeyLaboratoryofCAD&CG,ZhejiangUniv
4、ersity,Hangzhou310027)AbstractResearchontheanimationofthehumanfacialexpressionisaverychallengingtopicincomputergraphics.Inthispaperweputforwardanewalgorithmwhichisdesignedonthebasisofaspringinessphysicalmodel.Accordingtothealgorithmwedesignanddevelopatrueanima-tionsystemofth
5、ehumanfacialexpression,whichisnamedHUFACE.Inthissystemthesurfaceofahumanfaceisrepresentedbyanelastomer,andthewholefaceissubdividedintoeightsec-tionsaccordingtothehumanfacialorganinordertosimplifycomputation.Anyexpressionalac-tiononthefaceorgancanbesimulatedtothespringinessme
6、tamorphosingoftheelastomer,andthemetamorphosingmodelfortheexpressionalactionisalsoconstructedinthesystemHU-FACE.Asweknowthatanyvertexonthehumanfacemodelwillshiftbecauseofspringinessmetamorphosing,thedisplacementsofthesevertexescanbecomputedbasedonthemetamor-phosingmodeltopro
7、duceeveryframeintheanimationofthehumanfacialexpression.Sinceallkindsofthefacialactionsarecontrolledbythemetamorphosingmodelandthecomputationisverysimple,everyframeoftheexpressionalanimationdoesnotrequiretobesaved.Sothissys-收稿日期:2001-01-16;修改稿收到日期:2001-11-27.本课题得到教育部国家重点实验室访问
8、学者基金资助.邹北骥,男,1961年生,博士,教授,主要研究领域为计算机图形学、数字图像处理及多媒体技术.E-mail:bjizou@21cn.com
