最近一项研究针对人脸表情运动数据的重用性问题，开展了基于交叉映射的人脸表情动画重构方法研究，并进行了动画仿真实现。实践表明该方法能够将同一组人脸表情运动数据运用到不同面部结构、肤色种族的人脸模型，并产生细腻的仿真效果。

这篇名为“基于人脸运动捕捉的表情动画仿真研究”的研究论文发表于《中国科学：信息科学》2013年第8期，分析人脸表情运动机理、构建人脸表情分区模型，并实现人脸表情数据的重用，由湖南工学院方小勇博士及大连大学张强教授担任通讯作者撰写。

近年来运动捕捉技术在人脸表情仿真研究领域应用越来越广泛。在人脸动画仿真时，使用单个演员的表情数据驱动不同人脸模型，这称之为表情运动交叉映射技术。在电影《金刚》、《指环王》等好莱坞大制作电影中，金刚、咕噜等面部结构怪异的角色的模型动画都是使用这类技术生成。除了能解决高难度的动画制作问题，采用这类技术可以缓解海量运动捕捉数据的存储与管理难度。

该研究的创新之处在于对人脸模型进行表情功能分区，结合一种神经网络方法——径向基函数方法（Radial Basis Functions，RBF）实现了运动数据的交叉映射以及模型动画驱动，实验中完成了对不同面部特征和种族的人脸生成同一逼真表情的动画，如图一所示。在交叉映射过程，针对RBF构建整个面部静态全局映射时嘴唇上下部分光标出现的伪关联问题，提出的基于功能分区的RBF交叉映射方法很好地克服了该问题。在模型驱动过程，基于增强标记点实现了基于人脸分区驱动的RBF插值方法，改进了基于人脸分区模型驱动的仿真效果。

图一 针对不同特征和种族人脸的特定表情动画仿真效果

该方法还讨论了模型法线同步计算方法以快速更新模型顶点法线，设计了预计算算法提升交叉映射和动画仿真过程的实时效率。

该研究可以用于医疗、游戏、动漫及影视领域，具有广阔的应用价值，对于提升表情动画制作效率也有重要的意义。

    研究获得了国家自然科学基金(批准号:60875046)、教育部科技研究重点项目(批准号:2009029, 211036)、辽宁省高等学校优秀人才支持计划(批准号: LR201003)、辽宁省高校重大科研计划(批准号: LS2010008)、辽宁省高校科研项目计划(批准号: 2009S008, 2009S009)、辽宁省高校创新团队支持计划(批准号: 2009T005, LT2010005)、辽宁“百千万人才工程” 培养经费(批准号: 2010921010) 和湖南省科技厅科技计划(批准号: 2011FJ3108, 2012FJ3034, 2013FJ3095)等的资助。

来源论文：

方小勇, 魏小鹏, 张强, 周昌军. 基于人脸运动捕捉的表情动画仿真研究. 中国科学: 信息科学, 2013, 43: 982-995.

论文链接：http://info.scichina.com:8083/sciF/CN/abstract/abstract512034.shtml