基于网格人脸模型的局部器官真实感建模方法研究与实现

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时间:2019-05-15

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1、西北大学硕士学位论文基于网格人脸模型的局部器官真实感建模方法研究与实现姓名:孙武峰申请学位级别:硕士专业:计算机应用技术指导教师:周明全20100620摘要真实感三维人脸重建技术是计算机图形学领域研究的热点。本文针对基于网格模型的人脸真实感重建方法,分析了面部三维网格简化方法及局部器官特征的定位、人眼模型及运动控制和头发生成等关键技术,实现了基于网格模型的三维人脸真实感建模系统,具有重要的理论意义和实际应用价值。主要研究工作如下:(1)采用基于折叠的网格简化算法简化复原的头部模型,达到了减少网格顶

2、点和三角形面片的目的。应用基于模板的器官匹配法,实现了眼睛区域的快速定位。(2)提出了一种改进的基于球体运动的真实感眼睛模拟方法,分别将人眼眼球和眼皮用球体和抛物线近似,其运动通过眼球和眼皮上的特征点控制,实现了三维人眼的建模和运动的控制。(3)提出了一种基于广义圆柱体的头发股生成算法,将头皮划分为若干个小正方形,分别以每个正方形的中心为头发股生长点构造广义圆柱体,使用该圆柱体逐个地对头发股进行模拟,从而生成逼真的头发模型。(4)提出了一种改进的基于NURBS曲面的整体头发生成算法,该算法采用NU

3、RBS参数曲面模拟整体头发,通过曲面上的特征点控制发型,使用alpha映射完成渲染,实现了具有真实感的三维头发快速生成。(5)结合真实感处理的实际需要,以VisualC++6.0和OpenGL为工具,设计并实现了三维人脸眼睛头发真实感建模系统,并验证实现了本文所涉及的相关真实感处理算法。本研究得到国家自然科学基金重点项目“颅面形态学和颅面重构的研究’’(60736008)的支持。‘关键字:人脸建模,网格简化,眼睛构建,头发生成ResearchandImplementationoftheRealis

4、ticModelingofLocalOrganBasedonFacialGridModelABSTRACTRealistic3Dfacereconstructionisahotspotinthefieldofcomputergraphics.Inthispaper,itincluded3Dmeshsimplificationandlocalorgancharacteristicspositiononthecraniofacialface,eyemodelandthemotionofeyeandha

5、irgenerationintherealisticfacemodelingsystembasedongridmodel.Thesehasbeenimportanttheoreticalandpracticalvalue.Themainprocess:(1)InordertoreducethenumberofmeShverticesandtrianglesurfaces,wemayhandlewithheadmodelsinmeshsimplificationbasedonfold.Itwillf

6、astlypositiontheeyeareainorganmatchingbasedontemplate.(2)Amethodofrealisticeyesimulationbasedonballmovement.Itwillrespectivelyreplacehumaneyesandeyelids、^,imballandparabola.Itsmovementwascontrolledbyfeaturepointsontheirmodels.Tocomplete3Deyemodelingan

7、dmovementcontrolling.(3)Aalgorithmofhairstrandgenerationbasedongeneralizedcylinderisproposed.Thescaleisdividedintoseveralsmallsquares,Itwillchosethegrowthpointswhichwasconsideredashairrootinthecenterofeachsmallsquare.Thegeneralizedcylinderwillcomplete

8、thesimulationofhairstrandonebyonetogeneraterealistichairmodel.(4)AmodifiedalgorithmofoverallhairgenerationbasedonNURBSisproposed.ItwillsimulateoverallhairinNURBSparametricsurfaceandcontrolhairstylebyfeaturepointsonthesurface.Atlast,thefinalren

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