3d人脸建模脸色制作需求仿单[整理版]

3d人脸建模脸色制作需求仿单[整理版] (附表一) 漳州师范学院毕业论文, 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 , ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 题,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,目:基于3DS,,,,,MAX,,,,,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 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 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，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3DS,,,,,MAX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3DS,,,,,MAX以及AFTER,,,,,EFFECTS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、设置控制器关键帧动画、后期调试处理、AFTER,,,,,EFFECTS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[1]建模。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 [2]骼的创建是按照人脸肌肉的分布来创建的。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，为了让关节能够带动人脸模型的运动，需要对人脸模型添加蒙皮修改器。蒙皮修改器添加步骤如下: ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,,,,,向人物脸部模型添加蒙皮修改器。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,,,,,向SKIN修改器中添加骨骼，添加完成后骨骼的运动便可以引起网格的变化，但是变化不明显，需要对封套的权重进行初步调整。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3,,,,,初步调整骨骼封套，刚添加完骨骼进去，每个骨骼封套的权重都是默认值，都无法完成我们需要的效果，必须经过一个一个慢慢调整，这是一个繁琐的过程，也是后期表情动画能否逼真的关键。骨骼封套权重值的分配值从红色到黄色到蓝色依次减少。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4,,,,,细化调整骨骼封套-以唇部为例。初步调整完封套之后依然无法完成人物复杂的表情动画，需要进行细化调整，而细化调整是需要使用关键帧动画，在变化中调整，首先对下颚骨控制器做个关键帧动画，会发现嘴巴是无法张开的，下嘴唇两个突起位置受到的影响较小，上嘴唇受到下颚骨的影响较大，现在就可以对封套进行细化调整。 5,,,,,封套权重调整-以对嘴唇变形错误的调整为例,首先关闭光滑工具，打开网格显示，选择嘴唇附近的骨骼对附近的骨骼进行调整，打开封套调整点模式，选择点，对点的绝对权重进行调整，并且对大面积的模块进行权重涂抹。调整到正常的模式。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,6,,,,,调整完成之后，需要进行镜像复制权重范围，进入封套设置选择镜像模式，点击将绿色区域复制到蓝色区域，复制完成之后会发现嘴唇正中部分会出现变形错误，这时候需要再次进行调整，这样就可以形成一个比较正常的动画。 ,,,,,,,,,,,,,,,(7)设置控制器关键帧动画 在全部封套的初步和细化调整后，人脸动画基本形成，对控制器进行关键帧的调整，便可以形成各种各样的人物表情。在设置控制器关键帧动画之前，首先应该对人脸表情的特点进行研究，其中沮丧表情的特点是:两个嘴角往下降，眼球偏下，眼睛疲倦微闭，眉头缩紧，眉尾下降;生气的表情特点是:下颚骨稍微偏左或右，眉尾上翘。根据表情的特点进行关键帧动画的设置。 生气表情设置过程如下: 1,,,,,打开设置关键帧，使时间轴变成红色，选中两个嘴角控制器，点击关键帧设置按钮，对当前添加关键帧。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,,,,,将时间定位到第二十帧，将眉毛控制器移动到合适的位置，继续点击添加关键帧按钮，添加关键帧，这时移动时间轴指针就可以看到眉毛的运动变化。继续以同样的方法设置其他控制器的关键帧动画，便可完成对生气表情动画的制作。 ,,,,,,,,,,,,,,,(8)后期调试处理 对设置好的关键帧动画进行渲染，观察表情动画的连贯性和逼真性，出现变差过大的话，需要对关键帧动画进行重新调整，重新渲染。对于复杂表情的调整，我使用的是将模型转换为可编辑网格，对网格的点进行细节的调整，提高表情的逼真度。 ,,,,,,,,,,,,,,,(9)AFTER,,,,,EFFECTS综合展示 为了跟好的展示出真人面部表情，本设计应用了AFTER,,,,,EFFECTS软件进行综合展示， ,,,,,2.2,,,,,数据描述 本设计使用了四点成面人脸模型、骨骼、辅助物体、控制器、蒙皮修改器。 (1)人脸模型 人脸模型的建模，是按照人体美学中的黄金分割点进行建模的其中眉间点:发际,颏底间距上1/3与中下2/3之分割点;鼻下点:发际,颏底间距下1/3与上中2/3之分割点;唇珠点:鼻底,颏底间距上1/3与中下2/3之分割点;颏唇沟正路点:鼻底,颏底间距下1/3与上中2/3之分割点;左口角点:口裂水平线左1/3与右2/3之分割 点;右口角点:口裂水平线右1/3与左2/3之分割点。面部黄金分割律，面部三庭五眼。 (2)骨骼 骨骼分为两种:1、控制骨骼,,,,,2、表情骨骼 控制骨骼大小设置为50mm，表情骨骼大小为5mm (3)辅助物体 辅助物体有三种: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。大小分别为0.5、1、1.5，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动，方便后期多关节连动时,用辅助物体进行参数关联。 (4)控制器 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,控制器也分为两种，一种为能够带动其他控制器连动的大控制器，一种为只能带动本关节运动的控制器。在控制器连动参数关联设置中，按照与主控制器的距离进行权重调整值分别为:80%、60%、40%、20%、5%。 (5)蒙皮修改器 ,,,,,对人脸模型添加蒙皮修改器之后，需要选择对蒙皮封套添加骨骼，添加完成之后对权重进行调整，其中权重影响的程度不同颜色也不同，从大到小为红色、黄色、蓝色、和白色。 2.3,,,,,非功能性需求 1,,,,,主要硬件配置 CPU:(英特尔)Intel(R),,,,,Core(TM),,,,,i3,,,,,CPU,,,,,,,,,,M,,,,,370,,,,,@,,,,,2.40GHz 主板:联想KL2 内存:8G,,,,,1333MHZ 硬盘:西数蓝盘500G 显卡:NVIDIA,,,,,GeForce,,,,,GT,,,,,425M 显示器:SAMSUNG,,,,,SEC3049 2,,,,,安装3DS,,,,,MAX,,,,,2009或以上版本才可打开本设计*.max源文件。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,安装完3DS,,,,,MAX2009之后，打开源文件，对贴图路径进行重新浏览，确认贴图路径全部正确，源文件默认设置好生气表情的关键帧动画，若需要对人脸模型进行其他关键帧动画设置，只需删除全部控制器关键帧，打开时间线控制面板，对控制器重新进行关键帧设置，注意对控制器的调整，避免模型出现断裂，便可以自行设置更多的人物表情。 3,,,,,安装AFTER,,,,,EFFECTS,,,,,CS4或以上版本才可打开本设计*.ape源文件。 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,安装完AFTER,,,,,EFFECTS,,,,,CS4或以上版本之后，打开源文件，可以看到很多图层，打开图层详细选项按钮，可以了解到每个主视频所应用的AE特效，如:辉光、CC散射、时间重置等特效。 3,,,,,参考资料 [1],,,,,张青山.3ds,,,,,max,,,,,9中文版 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 教程[M].中国青年出版社～2006.111-119 [2],,,,,徐林,高文等.真实感人脸建模研究的进展和展望[J].软件学报～2003-1-24. (篇幅不足可另加附页)