人物造型模型與表演動畫技術的制作方法

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1、人物造型模型與表演動畫技術的制作方法　　人物動畫最顯著的應用是影視制作。在《終結者Ⅱ》、《玩具總動員》、《真實的謊言》、《奪面雙雄》等電影的制作中都無不體現(xiàn)了人物造型模型和動畫技術的魅力。?????動畫師總在不斷尋求更具發(fā)展?jié)摿Φ膭赢嬒到y(tǒng)，希望利用最新的學術研究成果來修改和擴展當前的動畫制作系統(tǒng)。人物造型模型就是使用圖形建模工具，建立或者直接從真實環(huán)境中獲取人物的三維模型。?????由于人臉形狀的復雜性和多樣性，通過手工方法建立模型需要具備相應的生理學和圖形學知識，并且需要較多的時間和精力，所以，目前的發(fā)展趨勢是使用專用的設備或通過計算機視覺的方法自動獲得人物的三維模型以及表面

2、的顏色信息。www.demage.com展示設計www.moxingyun.com3d模型下載www.uxiaohua.cn笑話大全www.lizhi168.cn勵志大全　　人物動畫一直是計算機圖形學中的一個難題，涉及人臉面部多個器官的協(xié)調(diào)運動，而且由于人臉肌肉結構復雜，導致表情非常豐富。在現(xiàn)有的技術水平下，惟有表演驅動的人臉動畫技術能實現(xiàn)真實感三維人臉動畫合成的目的?！　∪四樞螤瞰@取　　為了獲得面部幾何形態(tài)，通常有兩種主要的輸入途徑：三維輸入和二維輸入。最近也有人提出從人類學的定義構造一個具備人臉各種特征的通用模型，并施加一定的約束，產(chǎn)生滿足要求的特定人臉模型?！　?.三維輸

3、入　　幾何建模器(geometricmodelers)是最傳統(tǒng)的面部造型工具。通過標準的計算機圖形技術可以進行人臉面部大多數(shù)器官的幾何建www.demage.com展示設計www.moxingyun.com3d模型下載www.uxiaohua.cn笑話大全www.lizhi168.cn勵志大全模，并且可以設計任意的面部模型。但由于面部結構的復雜性，該設計過程需要較多的時間和設計技巧?！　∈褂萌S掃描儀(3Dscanner)和編碼光距離傳感器(codedlightrangesensor)是獲得人臉幾何形狀最直接的方法，這兩種方法都是依據(jù)三角測量學原理。CT(計算機x射線斷層掃描)

4、和MRI(核磁共振成像術)通常用于醫(yī)學領域，這些方法不僅能夠獲取人臉的表面信息，而且還可以得到諸如骨骼和肌肉的內(nèi)部結構。這些附加結構對于更加精細的人臉建模和動畫以及在手術模擬等醫(yī)學應用中非常有用?！　?.二維輸入　　基于立體圖像的照相測量術可以獲得面部形狀。先從不同的視點獲取物體的兩幅圖像，運用圖像處理技術得到兩幅圖像中的匹配點，通過三角幾何學測量這些點的三維坐標。由于自動搜尋匹配點是一個難題，所以有時需要在臉部描繪網(wǎng)格。如果向面部投射一個規(guī)則的結構光(如線陣或方形網(wǎng)格)，那么就可以直接從一幅二維圖像中得到面部的三維形狀。www.demage.com展示設計www.moxing

5、yun.com3d模型下載www.uxiaohua.cn笑話大全www.lizhi168.cn勵志大全　　3.人體測量學　　基于人類學知識而不用圖像可以輔助構造不同的人臉模型。這種方法分兩步構造一張新的人臉：第一步，依據(jù)人體測量學統(tǒng)計數(shù)據(jù)產(chǎn)生對人臉形狀的一組幾何約束尺度集;第二步，用一個約束優(yōu)化技術構造滿足幾何約束的曲面。盡管該方法能快速創(chuàng)建出令人稱道的人臉幾何的變化，但不能在顏色、皺紋、表情和頭發(fā)方面得到真實的再現(xiàn)?！　∧Ｐ椭貥嫼吞囟ㄈ四樳m配　　利用距離掃描儀、數(shù)字化探針或立體視差能測量得到人臉模型采樣點的三維坐標，但獲得的幾何模型因為沒有人臉結構信息，通www.demage

6、.com展示設計www.moxingyun.com3d模型下載www.uxiaohua.cn笑話大全www.lizhi168.cn勵志大全常不適于臉部動畫。而且從各種途徑獲得的三維數(shù)據(jù)通常是龐大的散亂點集合，所以，為了能夠用于動畫制作，往往需要對其進行幾何構形，將得到的數(shù)據(jù)精簡到最少，這樣才有利于生成有效的動畫?！　∪四樏娌刻卣魍ǔＲ韵嗤拇涡蚺帕?，人臉形態(tài)變化了，但基本結構不會變化。因此，自然的想法是建立人臉的一般網(wǎng)格模型，在這個模型中帶有必需的結構和動畫信息。然后將該模型適配到特定人臉的幾何網(wǎng)格，創(chuàng)建出個性化的動畫模型。當一般模型網(wǎng)格比采樣數(shù)據(jù)網(wǎng)格的多邊形少時，處理過程也包

7、括了對采樣數(shù)據(jù)的簡化?！　?.插值方法　　假設大多數(shù)人臉的形狀都可以由一個拓撲原型變化得來，那么，通過調(diào)整一個一般模型的構造參數(shù)可以建立不同的面部模型。但是，這種參數(shù)模型僅僅局限于那些構造參數(shù)已知的情況，并且對特定人臉參數(shù)的調(diào)整非常困難。在離散數(shù)據(jù)的多變量插值問題方面，徑向基函數(shù)(radialbasisfunction，RBF)插值方法是一個行之有效的工具，所以也適用于類似人臉這樣高維曲面的近似或平滑插值?，F(xiàn)有的許多方法使用了基于RBF的插值技術，將一般人臉網(wǎng)格變化到特定人臉的形狀。這種方法