一种面部表情捕捉系统及实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其是一种面部表情捕捉系统及实现方法。
【背景技术】
[0002]面部表情是情感表达最直接的渠道，是一种十分重要的非语言交往手段。艺术家们往往会通过对人物面部表情的描绘，来表现人物内心的情绪和情感。在计算机图形学技术日新月异的今天，动作捕捉技术将演员的表演带入了虚拟世界，让三维虚拟角色渐渐走入灰蒂。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供一种面部表情捕捉系统，包括头盔1、相机支杆
2、摄像头3和数据传输线4 ;在头盔I的两侧设有相机支杆2，相机支杆2通过卡具与头盔I相连接；在头盔I的前端设有摄像头3，摄像头3通过相机支杆2与头盔I连接且悬置在头盔I前方；数据传输线4与摄像头3直接相连。
[0004]优选的，头盔I的材质为轻质高强度树脂材料。
[0005]优选的，头盔I内部还设置有与头部曲面形状贴合的内衬。
[0006]优选的，相机支杆2的材质为高强度铝合金。
[0007]一种面部表情捕捉的实现方法，包括如下步骤:
[0008](I)根据佩戴者头部大小调节头盔大小，查看电脑硬件生成机器号，并通过机器号申请License，与相应的面部捕捉软件进行绑定；
[0009](2)调节头盔镜头，通过头盔捕捉佩戴者的实时动作数据；
[0010](3)对人物角色进行头部建模；相机拍摄佩戴者的正面及侧脸照，将佩戴者照片导入，使用Facial Stud1进行图片匹配建模；
[0011](4)打开Mot1nbuilder将MaskaradRT软件激活并通过数据传输线将摄像头连接到电脑，通过显示摄像头的图像来调节摄像头和佩戴者面部的位置；将佩戴者面部全部显示在画面中，固定摄像头的位置，将(3)中建好的模型导入Mot1nbuilder中，通过MaskaradRT将模型的表情通道与模型进行--关联；
[0012](5)关联好后将佩戴者和模型进行实时连接，佩戴者的表情与模型的表情同步；通过MaskaradRT进行创建面捕点云，进行面捕表情的捕捉录制；将录制好的点云文件导入到三维软件中进行绑定。
[0013]优选的，步骤(3)中建模的具体步骤为:
[0014]第一步:准备头部照片素材。需要正面和侧面照片各一张，用于进行照片匹配建模。保证人物不动而改变相机的位置，正面拍照时，要求取景器中的人物面部图像尽量保持水平和对称。
[0015]第二步:使用Facial Stud1载入图片，进行照片匹配建模。
[0016]a.在磁盘上找到准备好的人物正面照片，在左边区域内载入人物正面照，同法在右边侧面照区域内载入侧面人像；
[0017]b.点击并拖动预览视图和照片匹配视图中间的分界条，使照片尺寸与当前视图自动匹配；
[0018]c.拖拽照片匹配视图内的绿色三角，移动绿色结构线，框住照片中人物头部；
[0019]d.点击拖动结构线上的蓝色控制点，定位结构线的各个部分，使结构线尽量匹配照片中对应的位置；
[0020]e.在照片匹配视图内，对正面和侧面照片均完成结构线对位的操作后，在预览视图内看到头模的形状；
[0021]f.在右边的变形及参数调板区域内，找到Creat1n组，选择High Resolut1n、MediumResolut1n、Low Resolut1n其中一个，设定当前三维头像模型的精度以适应不同需要;
[0022]g.头像制作完毕便可输出到其他三维动画软件中制作角色动画。
[0023]本发明的有益效果为:自动定位和跟踪头部及面部表情的精确运动，无需任何标识点或油漆标志进行面部标定，自动添加标识点，只需带上相应的头蓝就可以快速创建逼真的面部动画；可以很容易的集成到任何制作流程中，和三维动画软件的角色进行表情的关联，实时调节面部表情动画。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的硬件结构图。
[0025]图2是本发明的点云与人脸的对应位置示意图。
[0026]图3是本发明的对应点云的表情通道名称示意图。
[0027]图4是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，一种面部表情捕捉系统，包括头盔1、相机支杆2、摄像头3和数据传输线4 ;在头盔I的两侧设有相机支杆2，相机支杆2通过卡具与头盔I相连接；在头盔I的前端设有摄像头3，摄像头3通过相机支杆2与头盔I连接且悬置在头盔I前方；数据传输线4与摄像头3直接相连。
[0029]头盔I为轻质高强度树脂材料制作，减轻了佩戴者头部的重量，里面贴有舒适柔软的内衬，佩戴舒适且保证了头盔I与佩戴者相对静止，不会发生错位；相机支杆2由高强度铝合金制作，大幅度提高了支杆的机械强度和表面硬度，且仍然保持着支杆重量轻的特性，多次使用也不会使支杆发生弯曲；摄像头3为高清相机，可记录1080P HD高清数据，实时传输720P HD数据，保证拍摄的画面质量以及数据计算的准确性。
[0030]一种面部表情捕捉的实现方法，包括如下步骤:
[0031](I)根据佩戴者头部大小调节头盔大小，查看电脑硬件生成机器号，并通过机器号申请License，与相应的面部捕捉软件进行绑定；
[0032](2)调节头盔镜头，通过头盔捕捉佩戴者的实时动作数据；
[0033](3)对人物角色进行头部建模；相机拍摄佩戴者的正面及侧脸照，将佩戴者照片导入，使用Facial Stud1进行图片匹配建模；
[0034](4)打开Mot1nbuilder将MaskaradRT软件激活并通过数据传输线将摄像头连接到电脑，通过显示摄像头的图像来调节摄像头和佩戴者面部的位置；将佩戴者面部全部显示在画面中，固定摄像头的位置，将(3)中建好的模型导入Mot1nbuilder中，通过MaskaradRT将模型的表情通道与模型进行--关联；
[0035](5)关联好后将佩戴者和模型进行实时连接，