本发明设计一种面部动画捕捉技术，尤其涉及一种基于深度摄像机3D面部动画实时捕捉技术。
背景技术：
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目前国内的面部动画都是单独进行捕捉的。由于摄像头分辨率等原因，导致了动作捕捉和面部捕捉不能同时进行，这在整个动画的制作流程中产生了很多问题。首先，肢体动作的数据和面部动作的数据被迫分开，最终动画在两者的合成上不能达到实时同步，这将给动画师的后期调整工作带来困难。其次，在动作捕捉的实际操作中，演员的负担加重。演员要先演一次肢体的动作，然后再使用另一套面部设备面部表情，演员再回想当时的肢体动作来表演面部表情，这种不同步可能使我们看到的动画出现严重的偏差。传统的面部捕捉技术是先捕捉演员的表情动画，将其保存成一个动作捕捉文件来供其他的三维软件调用这个动作捕捉数据，再生成最后动画。这个过程中，是看不到面部表情最终制作效果的，必须要等到把动作捕捉的数据导入到三维软件中才能看到动画效果。
技术实现要素：
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本发明解决的问题是让面部捕捉和肢体捕捉同时进行，所采用的技术方案是，包括深度扫描仪、保型地图、监看设备、控制芯片和头盔，头盔内部设有深度扫描仪，所述的深度扫描仪是在两个表面之间对映射进行高质量计算是个基本的几何模型，用光栅衍射的方式进行连续记录，所述的深度扫描仪连接控制芯片，所述的控制芯片，所述的控制芯片远程连接监看设备，所述的监看设备是基于显卡输出，对信号进行同步转换，保证通过四个屏幕的映射关系完成立体预监，分别是左眼监视器，右眼监视器，电脑软件的操作界面以及立体预监屏幕；所述的保型地图为角度没有歪曲的地图，位于深度扫描以内。
所述的深度扫描仪为go pro扫描仪。
本发明的有益效果：不仅可以实时的捕捉面部表情，而且能实时面部捕捉与肢体捕捉同时进行，这在国际上属于领先技术，该项技术推广到各个动漫制作公司里，不仅能使动画的质量有很大的进步，还会在制作流程上减少浪费，大大缩短制作周期对动漫产业有深远影响。我们的技术利用共形几何方法来追踪捕捉表情，提取表情，从而装置入卡通人物脸部，再结合输出成具有高写真度的个性化模型。
具体实施方式：
一种基于深度摄像机3D面部动画实时捕捉技术，包括深度扫描仪、保型地图、监看设备、控制芯片和头盔，头盔内部设有深度扫描仪，所述的深度扫描仪是在两个表面之间对映射进行高质量计算是个基本的几何模型，用光栅衍射的方式进行连续记录，所述的深度扫描仪连接控制芯片，所述的控制芯片，所述的控制芯片远程连接监看设备，所述的监看设备是基于显卡输出，对信号进行同步转换，保证通过四个屏幕的映射关系完成立体预监，分别是左眼监视器，右眼监视器，电脑软件的操作界面以及立体预监屏幕；所述的保型地图为角度没有歪曲的地图，位于深度扫描以内。所述的深度扫描仪为go pro扫描仪。
实施例1：
1、获取面部扫描模型。在进行面部扫描时，需要较暗的环境，但是由于设备工作方式的限制，在进行扫描的过程中，面部阴影区域的结果很不理想。解决办法：我们尝试在保持整体环境较暗的同时，采用摄影技法，为面部阴影区域进行了微弱的补光处理使其不会完全死黑，但又不至于太亮而丢失扫描细节。
2、获取真人面部拍摄视频序列。固定到头部的摄像机应该相对于头部位置固定不动，但是演员在做较大动作时，头部晃动，造成摄像机与头部产生位置，使拍摄出的图像产生晃动，严重影响了捕捉效果。解决办法：a)加强了头盔于头部之间的连接程度。b)微小的晃动不可避免，所以我们尝试在后期软件中对图像进行了稳定处理，从而获得了较好的拍摄数据。
3、计算面部捕捉点轨迹。当两个捕捉点靠的太近的时候，追踪数据会产生错误，将两个点认错了。所以我们在面部捕捉点上进行了研究，改进了捕捉点的样式。将可能会互相影响的点用不同追踪颜色进行了标记，这样在MathchMovie中就不会对产生追踪错误了。大大提高了自动化程度。
4、捕捉数据导入。MathchMovie软件据算完结果以后只能导出为*.RZ2格式的二维动画数据，而三维软件并不能支持这个格式。为此我们特别查了该数据文件的格式定义，并为其定制了一个软件，可以在三维软件中导入RZ2格式的数据并自动生成关键帧动画。部分程序代码如下。
结果：
三维扫描仪可以通过single mesh的方式驱动人脸的原始表情通道。
用深度扫描仪把演员的所有面部表情三维模型全部捕捉下来储存为三维模型序列方便后续技术调用。
再利用头盔式设备进行面部捕捉，这个头盔可以是任意头盔加装告诉摄像头，然后分析单摄像头拍出的图像进行预处理并在追踪软件中进行跟踪处理，得到一个2维跟踪数据。
最后在三维软件中将导入的2维数据信息推演出相应的3维数据信息，最终完成通过单摄像头拍摄的二维图像来驱动一个深度扫描仪扫描出的真人表情 动画，从而完成了但摄像头驱动角色表情的功能。