虛擬人眼模型及其運(yùn)動(dòng)與表情的研究.pdf

1、人類作為現(xiàn)實(shí)生活的主體，也是虛擬世界的活動(dòng)主體。隨著計(jì)算機(jī)視覺與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，虛擬人物設(shè)計(jì)得到越來(lái)越多的關(guān)注。人眼是心靈的窗口，人眼模型及其表情合成的效果直接影響著虛擬人臉的真實(shí)感和感情表達(dá)能力。因此，對(duì)虛擬人眼模型及其運(yùn)動(dòng)和表情的表示與驅(qū)動(dòng)進(jìn)行研究，有著重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用前景。 本文的主要研究工作有： 1.提出了一個(gè)三維肌肉控制人眼(3D-MCE)模型。該模型根據(jù)解剖學(xué)原理和運(yùn)動(dòng)特征，將人的眼部分為內(nèi)部眼球

2、和外部眼瞼、眉毛、額頭、鼻子等兩部分，分別建立內(nèi)部類剛體模型和外部柔性體模型。該方法在低數(shù)據(jù)量的條件下，提高了模型的運(yùn)動(dòng)靈活性和逼真程度。 2.給出了一個(gè)三維肌肉控制方法。該方法依據(jù)體積不變?cè)恚瑢aters等提出的肌肉模型中肌肉收縮引起特征點(diǎn)在縱向的運(yùn)動(dòng)變化，擴(kuò)展到包括縱向、橫向在內(nèi)的三個(gè)垂直方向上的運(yùn)動(dòng)分量變化，并將其用于3D-MCE模型，控制人眼部的運(yùn)動(dòng)及表情。 3.提出了多線譜的人眼運(yùn)動(dòng)與表情的表示及驅(qū)動(dòng)方法。

3、該方法用各肌肉歸一化收縮量隨時(shí)間變化的曲線組，即多線譜表示及驅(qū)動(dòng)人眼的運(yùn)動(dòng)與表情。并給出了一種由人眼單視頻圖像獲取人眼多線譜的方法。 4.研究了3D-MCE模型、人眼多線譜與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。根據(jù)3D-MCE模型與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)定義的人臉模型在特征點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、尺度及坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，給出了人眼多線譜與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)視頻流之間的雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。 上述方法經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)據(jù)量及計(jì)算量較小，所得