一種面部表情捕捉系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種面部表情捕捉系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]面部表情是情感表達(dá)最直接的渠道，是一種十分重要的非語(yǔ)言交往手段。藝術(shù)家們往往會(huì)通過(guò)對(duì)人物面部表情的描繪，來(lái)表現(xiàn)人物內(nèi)心的情緒和情感。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)日新月異的今天，動(dòng)作捕捉技術(shù)將演員的表演帶入了虛擬世界，讓三維虛擬角色漸漸走入灰蒂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種面部表情捕捉系統(tǒng)，包括頭盔1、相機(jī)支桿
2、攝像頭3和數(shù)據(jù)傳輸線4 ;在頭盔I的兩側(cè)設(shè)有相機(jī)支桿2，相機(jī)支桿2通過(guò)卡具與頭盔I相連接；在頭盔I的前端設(shè)有攝像頭3，攝像頭3通過(guò)相機(jī)支桿2與頭盔I連接且懸置在頭盔I前方；數(shù)據(jù)傳輸線4與攝像頭3直接相連。
[0004]優(yōu)選的，頭盔I的材質(zhì)為輕質(zhì)高強(qiáng)度樹(shù)脂材料。
[0005]優(yōu)選的，頭盔I內(nèi)部還設(shè)置有與頭部曲面形狀貼合的內(nèi)襯。
[0006]優(yōu)選的，相機(jī)支桿2的材質(zhì)為高強(qiáng)度鋁合金。
[0007]一種面部表情捕捉的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0008](I)根據(jù)佩戴者頭部大小調(diào)節(jié)頭盔大小，查看電腦硬件生成機(jī)器號(hào)，并通過(guò)機(jī)器號(hào)申請(qǐng)License，與相應(yīng)的面部捕捉軟件進(jìn)行綁定；
[0009](2)調(diào)節(jié)頭盔鏡頭，通過(guò)頭盔捕捉佩戴者的實(shí)時(shí)動(dòng)作數(shù)據(jù)；
[0010](3)對(duì)人物角色進(jìn)行頭部建模；相機(jī)拍攝佩戴者的正面及側(cè)臉照，將佩戴者照片導(dǎo)入，使用Facial Stud1進(jìn)行圖片匹配建模；
[0011](4)打開(kāi)Mot1nbuilder將MaskaradRT軟件激活并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線將攝像頭連接到電腦，通過(guò)顯示攝像頭的圖像來(lái)調(diào)節(jié)攝像頭和佩戴者面部的位置；將佩戴者面部全部顯示在畫(huà)面中，固定攝像頭的位置，將(3)中建好的模型導(dǎo)入Mot1nbuilder中，通過(guò)MaskaradRT將模型的表情通道與模型進(jìn)行--關(guān)聯(lián)；
[0012](5)關(guān)聯(lián)好后將佩戴者和模型進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，佩戴者的表情與模型的表情同步；通過(guò)MaskaradRT進(jìn)行創(chuàng)建面捕點(diǎn)云，進(jìn)行面捕表情的捕捉錄制；將錄制好的點(diǎn)云文件導(dǎo)入到三維軟件中進(jìn)行綁定。
[0013]優(yōu)選的，步驟(3)中建模的具體步驟為:
[0014]第一步:準(zhǔn)備頭部照片素材。需要正面和側(cè)面照片各一張，用于進(jìn)行照片匹配建模。保證人物不動(dòng)而改變相機(jī)的位置，正面拍照時(shí)，要求取景器中的人物面部圖像盡量保持水平和對(duì)稱。
[0015]第二步:使用Facial Stud1載入圖片，進(jìn)行照片匹配建模。
[0016]a.在磁盤(pán)上找到準(zhǔn)備好的人物正面照片，在左邊區(qū)域內(nèi)載入人物正面照，同法在右邊側(cè)面照區(qū)域內(nèi)載入側(cè)面人像；
[0017]b.點(diǎn)擊并拖動(dòng)預(yù)覽視圖和照片匹配視圖中間的分界條，使照片尺寸與當(dāng)前視圖自動(dòng)匹配；
[0018]c.拖拽照片匹配視圖內(nèi)的綠色三角，移動(dòng)綠色結(jié)構(gòu)線，框住照片中人物頭部；
[0019]d.點(diǎn)擊拖動(dòng)結(jié)構(gòu)線上的藍(lán)色控制點(diǎn)，定位結(jié)構(gòu)線的各個(gè)部分，使結(jié)構(gòu)線盡量匹配照片中對(duì)應(yīng)的位置；
[0020]e.在照片匹配視圖內(nèi)，對(duì)正面和側(cè)面照片均完成結(jié)構(gòu)線對(duì)位的操作后，在預(yù)覽視圖內(nèi)看到頭模的形狀；
[0021]f.在右邊的變形及參數(shù)調(diào)板區(qū)域內(nèi)，找到Creat1n組，選擇High Resolut1n、MediumResolut1n、Low Resolut1n其中一個(gè)，設(shè)定當(dāng)前三維頭像模型的精度以適應(yīng)不同需要;
[0022]g.頭像制作完畢便可輸出到其他三維動(dòng)畫(huà)軟件中制作角色動(dòng)畫(huà)。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:自動(dòng)定位和跟蹤頭部及面部表情的精確運(yùn)動(dòng)，無(wú)需任何標(biāo)識(shí)點(diǎn)或油漆標(biāo)志進(jìn)行面部標(biāo)定，自動(dòng)添加標(biāo)識(shí)點(diǎn)，只需帶上相應(yīng)的頭藍(lán)就可以快速創(chuàng)建逼真的面部動(dòng)畫(huà)；可以很容易的集成到任何制作流程中，和三維動(dòng)畫(huà)軟件的角色進(jìn)行表情的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)面部表情動(dòng)畫(huà)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的點(diǎn)云與人臉的對(duì)應(yīng)位置示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的對(duì)應(yīng)點(diǎn)云的表情通道名稱示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，一種面部表情捕捉系統(tǒng)，包括頭盔1、相機(jī)支桿2、攝像頭3和數(shù)據(jù)傳輸線4 ;在頭盔I的兩側(cè)設(shè)有相機(jī)支桿2，相機(jī)支桿2通過(guò)卡具與頭盔I相連接；在頭盔I的前端設(shè)有攝像頭3，攝像頭3通過(guò)相機(jī)支桿2與頭盔I連接且懸置在頭盔I前方；數(shù)據(jù)傳輸線4與攝像頭3直接相連。
[0029]頭盔I為輕質(zhì)高強(qiáng)度樹(shù)脂材料制作，減輕了佩戴者頭部的重量，里面貼有舒適柔軟的內(nèi)襯，佩戴舒適且保證了頭盔I與佩戴者相對(duì)靜止，不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位；相機(jī)支桿2由高強(qiáng)度鋁合金制作，大幅度提高了支桿的機(jī)械強(qiáng)度和表面硬度，且仍然保持著支桿重量輕的特性，多次使用也不會(huì)使支桿發(fā)生彎曲；攝像頭3為高清相機(jī)，可記錄1080P HD高清數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸720P HD數(shù)據(jù)，保證拍攝的畫(huà)面質(zhì)量以及數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0030]一種面部表情捕捉的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟:
[0031](I)根據(jù)佩戴者頭部大小調(diào)節(jié)頭盔大小，查看電腦硬件生成機(jī)器號(hào)，并通過(guò)機(jī)器號(hào)申請(qǐng)License，與相應(yīng)的面部捕捉軟件進(jìn)行綁定；
[0032](2)調(diào)節(jié)頭盔鏡頭，通過(guò)頭盔捕捉佩戴者的實(shí)時(shí)動(dòng)作數(shù)據(jù)；
[0033](3)對(duì)人物角色進(jìn)行頭部建模；相機(jī)拍攝佩戴者的正面及側(cè)臉照，將佩戴者照片導(dǎo)入，使用Facial Stud1進(jìn)行圖片匹配建模；
[0034](4)打開(kāi)Mot1nbuilder將MaskaradRT軟件激活并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線將攝像頭連接到電腦，通過(guò)顯示攝像頭的圖像來(lái)調(diào)節(jié)攝像頭和佩戴者面部的位置；將佩戴者面部全部顯示在畫(huà)面中，固定攝像頭的位置，將(3)中建好的模型導(dǎo)入Mot1nbuilder中，通過(guò)MaskaradRT將模型的表情通道與模型進(jìn)行--關(guān)聯(lián)；
[0035](5)關(guān)聯(lián)好后將佩戴者和模型進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，