3d人脸建模表情制作需求说明书

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1、（附表一）漳州师范学院毕业论文（设计）需求说明书题目：基于3DSMAX模型的人脸表情控制姓名：杨锦聪学号：1108030118系别：计算机科学与工程系专业：计算机科学与技术年级：2011级指导教师：林姿琼2012年7月8日需求说明书1引言在日常生活中，人的脸部特征提供了大量丰富的信息，对于人脸表情的研究因其在三维电影、三维人物广告、电脑游戏等方面的巨大应用前景，备受研究者的关注。随着数字化技术应用的普及和硬件技术的飞速发展，迫切要求能够更快速、更逼真的创建三维人脸模型并进行表情仿真。所以通过计算机进行真实感的人脸表情控制拥有广阔的应用前景

2、，而这项技术是今年来计算机图形科学、计算机视觉、人工智能等领域具有挑战性的问题之一。本设计主要应用3DSMAX软件建立人脸模型，创建辅助物体，应用3D骨骼系统对模型进行骨骼绑定，设置蒙皮封套制作人脸表情，从而应用到电影、广告人物动画、电脑游戏、视频会议、人机接口、面部外科手术、电视节目、计算机辅助手语教学以及心理学、认知科学等实际中去。2系统需求2.1功能性需求本设计应用3DSMAX以及AFTEREFFECTS进行了人脸建模、人物面部骨骼创建、辅助物体创建、人物面部骨骼控制器创建、控制器参数关联多关节运动、设置真人面部蒙皮、设置控制器关键

3、帧动画、后期调试处理、AFTEREFFECTS综合展示等过程。（1）人脸建模人脸建模方法有：基于图片建模、基于简单骨骼建模、基于MPEG建模、基于二维线条图建模等等，而基于二维线条图的人脸建模方法是目前较为流行、应用较为广泛的人脸建模方法，该方法具有建模过程相对简单、人脸数据容易获得、真实感好等特点，但是该方法需要手动勾勒关键点，本设计应用的人脸建模方法为基于二维样条图建模[1]。对人脸的侧面，正面进行线条简单勾勒，逐步添加嘴唇、鼻子、眼睛、眼皮等样条线，继而添加SUEFACE修改器进行样条线线端四点成面设置，并转换成曲面，添加贴图材质完

4、成对人脸的建模。（2）人脸面部骨骼创建本设计人脸面部骨骼分为控制骨骼和表情骨骼。控制骨骼的创建首先选中模型快捷键Alt+X将模型透明化,进入左视图开始创建这个头部控制骨骼；之后再创建简单的标志性物体作为头部控制器，并在下颚骨根部添加辅助物体。将控制器、辅助物体和骨骼进行简单链接，使控制器能够带动头部骨骼和下颚骨骼，并且应用旋转约束器对控制器和骨骼直接的旋转度数进行控制。人脸的变化大部分是通过肌肉的拉伸来发生变形，在计算机人物动画中，表情骨骼的创建是按照人脸肌肉的分布来创建的[2]。创建过程如下：切换到左视图，从下往上进行表情骨骼的绘制。首

5、先绘制下脸颊的骨骼，调整好骨骼与网面之间的位置让网面刚好覆盖住骨骼，注意留住末部骨骼。应用同样的方法创建中部脸颊的骨骼、上部脸颊的骨骼、唇部骨骼、眼部骨骼、鼻梁骨骼和下巴骨骼。创建完成后，继续添加骨骼将上中下脸颊的骨骼互相连接起来，形成一个网状骨骼，对创建的表情骨骼进行镜像复制，再次对表情骨骼进行调整，完成整体表情骨骼的创建。（3）辅助物体创建辅助物体共分为三大块：骨骼根部辅助物体、骨骼关节辅助物体、骨骼控制器辅助物体。其中骨骼根部辅助物体用来带动每段骨骼的运动，骨骼关节辅助物体用来带动整个关节的运动，骨骼控制器辅助物体用来控制控制器的运

6、动，方便后期多关节连动时,用辅助物体进行参数关联。辅助物体均是应用Maxscript语言进行创建。（4）人脸面部骨骼控制器创建人脸面部骨骼控制器主要是在骨骼被模型覆盖的情况下，对骨骼控制器进行调整可以带动关节的运动，而骨骼控制器要带动关节运动，都是使用参数关联，借助辅助物体来实现的，其中辅助物体与控制器之间的关系为：骨骼根部辅助物体链接到骨骼上，骨骼关节辅助物体链接到骨骼根部辅助物体上，骨骼关节辅助物体再链接到骨骼控制器上，这样骨骼控制器就可以带动整个骨骼关节的运动。人脸面部骨骼控制器应用的是简单的二维样条线来充当控制器，目的是在渲染的时

7、候不会渲染出控制器，不影响到人脸表情。（5）控制器参数关联多关节运动要想真正完成人物表情动画，不仅仅要创建控制器，还要创建控制器之间的联动，从而使各个关节互相链接在一起，形成多关节联动效果，这样才能制作出逼真的表情动画。在本设计中，每一个大控制器都要对周围的关节进行参数关联，设置连动效果，这里以嘴角控制器为例，设置方法如下：选中中部脸颊关节的红色辅助物体，选择参数关联的可用路径，关联到嘴角的大控制器上。由于嘴角关节的运动带动脸颊运动的权重没有达到100，所以参数关联表达式需要写成POSION_XYZ*0.6，同理与嘴角距离越远，权重值则越

8、低，将嘴角附近的所有控制器关联起来即可。（6）设置真人面部蒙皮创建辅助物体和控制器以及设置好控制器之间的联动，但是那样只是设置了关节的运动，并不能带动之前所创建的人脸模型，也无法制作出人脸表情