摘要：在動畫領(lǐng)域當(dāng)中面部表情的識別是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。人體臉部是人類進(jìn)行情感傳達(dá)的十分重要的部分，但是由于存在著一定的特殊性，不同人的五官分布、膚色等具有不同的特征，在捕捉各種各樣表情上具有一定的難度?；诖耍疚氖紫葦⑹隽藙赢嬙诠鈱W(xué)式動作捕捉技術(shù)中的實現(xiàn)，之后從三個方面分析了臉部表情動畫應(yīng)當(dāng)注意的問題，以供有關(guān)人士進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：表情動畫;動作捕捉;實現(xiàn)方案

一、引言

表情動畫的捕捉大致可以從幾何、圖像、運動跟蹤等幾個方面來進(jìn)行分類，幾何操作即通過關(guān)鍵幀插入法參數(shù)方法進(jìn)行模型分析，圖形操作可以通過圖形變換、動作紋理映射以及面部表情的實現(xiàn)對表情的抓取操作，而動作跟蹤的方法可以通過對動作進(jìn)行實時跟蹤，連續(xù)捕捉進(jìn)行識別。通過光學(xué)式的捕捉系統(tǒng)將臉部的表情進(jìn)行識別是創(chuàng)建臉部動畫的一種十分優(yōu)異的選擇。

二、臉部動畫在光學(xué)實時捕捉技術(shù)中的實現(xiàn)

面部動作進(jìn)行捕捉時，有不同的系統(tǒng)方案可以進(jìn)行選擇，主要是通過將標(biāo)記點貼在臉部在一定區(qū)域，對面部進(jìn)行動作捕捉來實現(xiàn)的。本文從三個方面來介紹臉部動畫捕捉技術(shù)方案。一是用六個MX-F40鏡頭來進(jìn)行面部的捕捉，在面部上設(shè)置30個以上的標(biāo)記點，在較小的捕捉區(qū)域當(dāng)中，進(jìn)行集中化的面部捕捉。系統(tǒng)內(nèi)部通過有限的頭部運動，將頭部的傾斜以及旋轉(zhuǎn)的角度控制在20°之內(nèi)。通過一定的配置，進(jìn)行測試和脫機(jī)數(shù)據(jù)收集。從實際的應(yīng)用狀況來看，六個鏡頭的系統(tǒng)，屬于偏少的狀態(tài)。二是通過十二個MX-F40鏡頭進(jìn)行捕捉，這樣的技術(shù)被用作推薦面部的標(biāo)準(zhǔn)配置。在這個系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)γ娌恳约叭磉M(jìn)行同質(zhì)化，可以360°的對全身的動作進(jìn)行捕捉。方案三是用十八個MX-40鏡頭進(jìn)行捕捉，系統(tǒng)可以將全身以及面部進(jìn)行捕捉，精確地實現(xiàn)360°地全身捕捉并且支持頭部180°的旋轉(zhuǎn)和60°的傾斜，能夠較好地實現(xiàn)對系統(tǒng)的全身任何臉部表情的全部捕捉。

在選擇完具體的操作方案之后，對鏡頭進(jìn)行一定的校正，通過計算鏡頭在三維空間當(dāng)中的位置，實現(xiàn)對于動作的數(shù)據(jù)收集和后期的展示，通過校正之后可以將鏡頭對臉部各種表情進(jìn)行精細(xì)化的捕捉。在捕捉的過程中，最好選擇面部表情比較夸張和豐富的人員來擔(dān)當(dāng)，可以做出各種夸張的動作，例如哭，笑，生氣等。動作的幅度最好較大，以便結(jié)果更加真實和明顯，面部表情捕捉完成之后，對捕捉好的面部表情經(jīng)過處理和修正，首先必須使用vsk操作技術(shù)，進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)修補的精細(xì)化。在數(shù)據(jù)修復(fù)的過程中，可以利用曲線、直線等多樣化的修復(fù)方式，確保點的軌跡能夠在正常的軌道當(dāng)中避免出現(xiàn)掉點的狀況。修補完成之后可以進(jìn)行應(yīng)用導(dǎo)出，修補好數(shù)據(jù)將會在IQ軟件里進(jìn)行連續(xù)化的動作排列，通過face robot來實現(xiàn)對動作的導(dǎo)出和識別。一般的三維軟件能夠支持FBIX和C3D格式，將制作好的人臉的模型與臉部表情動畫進(jìn)行相互匹配，同時還可以在其他的軟件中對于面部表情進(jìn)行二次化的修改。

三、面部表情捕捉重點問題分析

（一）一些數(shù)據(jù)不能被捕捉

一些數(shù)據(jù)在捕捉的過程中存在困難，一方面鏡頭捕捉的頻率與人的動作的實際頻率存在差異，將會導(dǎo)致不少的動作難以捕捉，例如，表情變化過快的狀態(tài)之下，頻率較低的設(shè)備將會導(dǎo)致動作不夠連續(xù)。鏡頭的傳感器靈敏度較低會導(dǎo)致來回走動的動作難以進(jìn)行捕捉[1]。在進(jìn)行表情捕捉的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備的實際參數(shù)選擇合適的方案來進(jìn)行面部表情的捕捉，結(jié)合面部表情的實際捕捉需要，選擇合適的動作。

（二）鏡頭校準(zhǔn)

如果在動作捕捉的過程中鏡頭被觸碰，需要進(jìn)行重新地校準(zhǔn)，才能夠進(jìn)行使用，校準(zhǔn)的過程較為煩瑣，在不同的場地當(dāng)中具有不同的校準(zhǔn)方案。在IQ軟件當(dāng)中可以自動地對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理。鏡頭可以結(jié)合數(shù)據(jù)對動作進(jìn)一步進(jìn)行修復(fù)，可以有效地避免煩瑣的調(diào)校準(zhǔn)過程[2]。應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合鏡頭校準(zhǔn)的實際需要，全面對鏡頭進(jìn)行合理的校準(zhǔn)處理，確保校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

（三）避免鏡頭的抖動

在不少的動作當(dāng)中會出現(xiàn)一定細(xì)小的抖動，畫面整體存在不連貫性，這是由于系統(tǒng)的不穩(wěn)定鏡頭，在捕捉的過程中容易出現(xiàn)抖動的現(xiàn)象。面部捕捉過程當(dāng)中需要進(jìn)行設(shè)置標(biāo)記點，一般來說，臉上直徑貼點為3mm，如果存在抖動將會導(dǎo)致軟件當(dāng)中的動作出現(xiàn)較多的雜點，從實際的狀況進(jìn)行分析，鏡頭的精度存在問題也會導(dǎo)致上述的狀況。

四、結(jié)束語

綜上所述，光學(xué)式動作捕捉在應(yīng)用上具有良好的使用優(yōu)勢，能夠有效地突破機(jī)械設(shè)備的限制，應(yīng)用過程較為方便。但是在使用的過程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注重拍攝中容易存在的問題，選擇合適的臉部捕捉方案，進(jìn)一步確保動畫過程面部表情的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建磊.面部表情捕捉技術(shù)及其在動畫游戲中的應(yīng)用研究[J].藝術(shù)品鑒，2018（4Z）：93-94.

[2]宋曉梅.用“表情”詮釋逐幀動畫，讓“熱情”灑滿智慧課堂——淺析信息技術(shù)教學(xué)的自主學(xué)習(xí)[J].中小學(xué)電教：下，2018（4）：47.

作者簡介：宋迎嘉（1987.10-），女，漢族，遼寧沈陽人，初級職稱，遼寧省先進(jìn)裝備制造業(yè)基地建設(shè)工程中心。