擷取與合成細部表情於三維擬真人臉動畫之研究

Abstract

數十年來，三維人臉動畫一直是電腦圖學界中頗受注目且重要的研究課題。如今，藉由動態捕捉技術的輔助，人臉上的特徵點動作可由追蹤貼在其上的標記點來估算。將之應用於動畫上，產生人臉動畫的時程可因此大幅縮短。現有的動態捕捉技術雖能掌握特徵點的運動軌跡，但無法擷取人臉表面細微的變化，如皺紋、褶紋、酒窩等。日常生活中，我們常藉由這些細微的部分來判斷他人的情緒，如能逼真地合成出這些細微表情變化，對於人臉動畫擬真度可大為提升。 在此計畫中，我們將針對此關鍵的問題，提出一擷取人臉細部表情的方法以應用於三維人臉動畫。此研究將以我們先前所發展的『由鏡射多面影像擷取密集三維臉部運動參數之研究』為基礎，採用兩種可能的方法。第一種方式是直接由影像中的色澤變化推估出人臉表面的起伏。在已校正光源的環境中，採用Lambertian等的光照模型，人臉表面的法向量變化可以由影像的色澤變化來計算出。第二種方式是使用電腦立體視覺中的高解析度結構化光柵系統來推算人臉表面皺紋的起伏。藉由分析多種起伏表面，我們將提出一具有細部表情之人臉合成模型。 現有的動態捕捉系統可利用本研究的技術，使其增加擷取人臉細部表情的能力。而此研究除了可增快人臉動畫的製作速度，亦可大幅提升其合成結果的擬真度。