人物造型模型与表演动画技术的制作方 法 人物动画最显著的应用是影视制作。在《终结者ⅱ》、《玩具总动员》、《真实的谎言》、《 夺面双雄》等电影的制作中都无不体现了人物造型模型和动画技术的魅力。 动画师总在不断寻求更具发展潜力的动画系统，希望利用最新的学术研究成果来修改和扩展当前的动画制作系统。人物造型模型就是使用图形建模工具，建立或者直接从真实环境中获取人物的三维模型。 由于人脸形状的复杂性和多样性，通过手工方法建立模型需要具备相应的生理学和图形学知识，并且需要较多的时间和精力，所以，目前的发展趋势是使用专用的设备或通过计算机视觉的方法自动获得人物的三维模型以及表面的颜色信息。 人物动画一直是计算机图形学中的一个难题，涉及人脸面部多个器官的协调运动，而且由于人脸肌肉结构复杂，导致表情非常丰富。在现有的技术水平下，惟有表演驱动的人脸动画技术能实现真实感三维人脸动画合成的目的。 人脸形状获取 为了获得面部几何形态，通常有两种主要的输入途径：三维输入和二维输入。最近也有人提出从人类学的定义构造一个具备人脸各种特征的通用模型，并施加一定的约束，产生满足要求的特定人脸模型。 1.三维输入 几何建模器(geometric modelers)是最传统的面部造型工具。通过标准的计算机图形技术可以进行人脸面部大多数器官的几何建 模，并且可以设计任意的面部模型。但由于面部结构的复杂性，该设计过程需要较多的时间和设计技巧。 使用三维扫描仪(3d scanner)和编码光距离传感器(coded light range sensor)是获得人脸几何形状最直接的方法，这两种方法都是依据三角测量学原理。 ct(计算机x 射线断层扫描)和 mri(核磁共振成像术)通常用于医学领域，这些方法不仅能够获取人脸的表面信息，而且还可以得到诸如骨骼和肌肉的内部结构。这些附加结构对于更加精细的人脸建模和动画以及在手术模拟等医学应用中非常有用。 2.二维输入 基于立体图像的照相测量术可以获得面部形状。先从不同的视点获取物体的两幅图像，运用图像处理技术得到两幅图像中的匹配点，通过三角几何学测量这些点的三维坐标。由于自动搜寻匹配点是一个难题，所以有时需要在脸部描绘网格。如果向面部投射一个规则的结构光(如线阵或方形网格)，那么就可以直接从一幅二维图像中得到面部的三维形状。 3.人体测量学 基于人类学知识而不用图像可以辅助构造不同的人脸模型。这种方法分两步构造一张新的人脸：第一步，依据人...
