摘要：针对可视化语音以及虚拟说话人系统中对唇部和舌部动画的高逼真度要求,提出了一种基于运动轨迹分析的3D唇舌肌肉控制模型。该方法首先根据解剖学原理,建立基于网格和纹理的唇部、舌部模型。然后,根据分析唇部的运动轨迹,将口轮匝肌分解成两部分来联合控制唇部的运动,可以获得各种口型。在舌部的运动模拟中,将它的运动轨迹分解成一些机械运动的组合,通过使用四种肌肉模型来控制这些运动。最终实现了人脸嘴部说话时的各种口型,实现了卷舌、舔嘴等动作。实验结果表明,该方法能逼真地实现出唇部、舌部的运动动画。

摘要：研究了虚拟现实中三维人脸网格简化的问题。针对如何在保持三维人脸模型细节特征的情况下,用尽可能少的顶点和三角网格来刻画原始模型这个问题,提出了一种顶点权重的边折叠网格简化算法,在二次误差测度算法的基础上加以改进,提出用Loop细分法计算新顶点和表示网格质量的三角网格形态度,建立了保持模型细节特征和控制三角网格质量的双约束机制,定义了双约束误差测度函数来控制边的折叠顺序,达到了推迟细节特征边折叠、减少狭长三角形的结果。实验结果表明,改进算法能够有效地保持人脸模型的细节特征且生成高质量的网格简化模型。

摘要：针对在静态三维服装仿真过程中三维服装穿在变形后的人体模型或者不同的人体模型身上时它们之间常常会产生穿透现象的问题,提出一种基于分层自适应变形的服装变形方法。该方法首先进行服装与人体在高度上的匹配,然后对服装与人体同时进行分层;对每层中的人体与服装进行碰撞检测查找穿透点,并且对每层中的穿透点进行处理以消除穿透;最终能够使服装适合人体模型,并且有效地解决出现的穿透现象。实验结果表明,该方法在提高每一套服装重用性方面十分有效。

摘要：针对虚拟人运动合成中建立的人体模型存在复杂化、合成的虚拟人运动序列逼真度差的问题,提出了一种基于骨骼的虚拟人运动合成方法。在分析人体结构的基础上,通过三维图形软件获取人体骨骼数据,构建虚拟人体的骨骼模型。另外,将关键帧四元数球面插值算法与时间和空间变形方法相结合,生成多样化的虚拟人运动序列。实验结果验证了该方法的有效性。

摘要：针对服装建模过程中,需要反复修改衣片来获得令人满意的虚拟服装模型以及计算复杂度高的问题,提出一种基于多控制点的衣片网格局部变形方法。该方法首先建立衣片网格模型,然后利用Open GL的选择模式移动服装关键点,进而得到边界控制点,利用控制点对衣片网格模型进行局部变形,最后对衣片建立受力模型,通过虚拟缝合、碰撞检测以及纹理映射建立三维服装模型,展现服装整体效果,得到多样的服装模型。实验结果表明,由于在算法中不需要重新网络化,故具有较低的计算代价,同时也使得到的服装模型更加多样化。

摘要：研究三维头部建模问题。针对以软件导出的三维头部模型作为标准模型受到数据量多、结构复杂的影响,对不同人脸进行匹配时需要进行数据简化操作,造成工作量大、可控性差且应用受限等问题,提出一个简单的能适应于不同人脸的三维头部模型。根据Candide-3模型提供的人脸三维信息,通过增加耳朵特征和后脑曲面模型,使用127个控制点建立了标准三维头部模型,然后配合人脸特征点信息和局部调整原理建立了与输人人脸图像相仿的三维头部模型。实验结果表明,建立的三维头部模型顶点少且具有较强真实感,可根据输入人脸图像的不同相应地产生与图像人脸相仿的形变模型,具有较好的适应性和广泛的应用价值。

摘要：针对汉语的发音习惯以及语音可视化技术中对口型动画自然、连续的要求,提出了一种基于肌肉模型与协同发音模型的与语音保持同步的口型动画的方法。首先,根据汉语发音时的口型视位特征将声、韵母音素归类,并用数据映射的方式合成与之对应的口型关键帧。通过分析输入的文本信息,合成与语音保持同步的三维人脸口型动画。为了解决汉语发音习惯的问题,设计了一种基于微分几何学描述的协同发音建模的方法,该方法通过分析相邻音子间视素的影响权重,可以产生符合汉语发音习惯的口型动画。最后,通过实验对比和分析,该方法产生的口型动画更为逼真,且符合汉语发音的习惯。

摘要：针对在三维头发模型重用过程中,三维头发贴合到不同的人头模型时可能会出现的错位或大小不匹配的问题,提出一种基于头皮层特征点的三维头发重用方法。首先,根据模型文件的数据存储结构,分离出头发模型的头皮层,并提取特征点;其次,结合二维平面图像人脸检测方法,对目标三维人头模型的发根范围进行了特征点提取;然后,根据两个模型的特征点计算出的平移量与缩放系数,对头发模型整体进行了平移与缩放操作;最后,单独对头皮层和人头模型的贴合进行处理。最终能够使三维头发适应目标人头模型,保证头发造型信息无丢失,而且头皮层与人头模型达到了紧密贴合的效果。实验结果表明,该方法能够有效地提高三维头发模型的重用性,并且不受头发模型个性部分和分布区域等限制。

摘要：针对当前通用脸部网格模型的可操控性和逼真性难以同时兼顾的问题,提出了一种新的通用网格模型合成方法,该方法基于Candide-3模型和从建模软件中导出来的模型进行简化得到的模型进行结合来合成通用头部模型。在此模型的基础上合成出六大基本表情,对输入人脸正面照片使用ASM(active shape model)算法自动提取出特征点,利用特征点和径向基函数来调整合成的通用模型得到特定的表情。实验结果显示,该通用网格模型具有良好的操控性,且能完整表示整个头部结构,还能表达六大基本表情和特定表情。

摘要：为了有效地合成人脸语音动画,提出一种与语音同步的三维人脸口型与表情动画合成的方法。首先,根据对人脸运动解剖学的研究,构建一个基于肌肉模型与微分几何学模型的三维人脸控制模型,通过数据结构的形式去控制肌肉模型和微分几何学模型实现人脸的运动,从而实现各种口型和表情运动的变化;然后,充分考虑汉语的发音特征,提出一种基于几何描述的并且符合汉语发音习惯的协同发音模型,从而产生逼真的三维人脸语音动画。仿真结果和实验对比表明,采用该方法可以得到符合汉语发音习惯的三维人脸口型动画,且合成的三维人脸表情较为自然,逼真。