31、用于3D面部细节动画和操作的结构感知可编辑变形模型

用于3D面部细节动画和操作的结构感知可编辑变形模型

1. 引言

可变形模型对于3D人脸的统计建模至关重要。以往关于可变形模型的研究大多集中在大规模面部几何形状上，而忽略了面部细节。在人脸重建、表情动画和交互式编辑等应用中，面部细节在传达表情和年龄感知以及增强生成人脸的真实感方面起着至关重要的作用。然而，当前的可变形模型通常只能表示大规模面部几何形状，导致上述应用的结果过于平滑和不真实，缺少细节。

为了解决这个问题，本文提出了一种结构感知可编辑变形模型（SEMM），用于增强经典3D可变形模型（3DMMs）对面部细节的表示能力。具体来说，细节模型合成一个编码细节几何信息的位移图，然后将其应用于3DMM生成的网格上，以获得高保真度的3D人脸。

SEMM允许用户通过以下方式操作面部细节：
- 绘制/擦除皱纹线
- 改变表情
- 调整年龄

通过在脸上绘制线条（如图中绿色所示），可以生成逼真的皱纹。当改变表情时，生成的细节可以进行动画处理，并且在老化过程中可以正确转换。

2. 相关工作

• 可变形人脸模型 ：自相关开创性工作以来，可变形人脸模型得到了广泛研究。一些方法通过主成分分析分析中性面部形状的身份变化，还有些方法构建特定于人的线性模型来描述表情变化，以及通过构建多线性模型来建模身份和表情的联合分布。为了提高可变形模型的表示能力，还进行了一些扩展以增加非线性。然而，这些模型大多只关注大规模几何形状。
• 3D面部细节动画和操作 ：皱纹的形成与面部物理层（如弹性纤维和肌肉）密切相关，这使得可以