[发明专利]运动捕捉中的FACS求解

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2006年7月28日提交的题为“FACS Solving in Motion Capture”的共同未决的美国临时专利申请No.60/834,298 的优先权，特此通过引用将该申请的公开内容结合进来。

本申请还通过引用将共同转让的2003年5月23日提交的题为 “System and Method for Animating a Digital Facial Model”的美国专利No. 7,068,277、2003年5月1日提交的题为“System and Method for Capturing Facial and Body Motion”的美国专利申请No.10/427,114、2007年4月24 日提交的题为“Performance Driven Facial Animation”的美国专利申请No. 11/739,448以及2006年7月28日提交的题为“FACS Cleaning in Motion Capture”的美国临时专利申请No.60/834,132的公开内容结合进来。

技术领域

本发明一般地涉及运动捕捉，更具体而言涉及用于动画化覆盖在数字 面部模型上的皮肤层的方法和系统。

背景技术

运动捕捉系统被用于捕捉真实对象的运动，并将其映射到计算机生成 的对象上，以作为使之动画化的方式。这些系统常在电影和视频游戏的生 产中被用于创建对象或人的数字表示，该数字表示被用作源数据，以创建 计算机图形(“CG”)动画。在典型的系统中，演员穿着一套服装，该套 服装上的各个位置处附着了标志(例如，小的反射性标志被附着到身体和 四肢)。然后，在标志被照亮的同时，精确布置的数字相机从不同角度记 录在捕捉空间中演员的身体运动。系统随后分析图像以确定在每一帧中演 员服装上的标志的位置(例如，空间坐标)和方向。通过跟踪标志的位 置，系统创建在一段时间中标志的空间表示，并且构建运动中的演员的数 字表示。该运动随后被应用到虚拟空间中的数字模型，该数字模型随后可 被赋予纹理和颜色，以产生演员和/或表演的完整CG表示。该技术已被特 技效果公司用来在许多流行的电影中产生逼真的动画。

捕捉表现演员面部表情的运动要求使用与捕捉身体运动相类似的方 法。但是，要求演员在其面部穿着“服装”是不实际的。另外，人类面部 表情涉及比典型身体运动微妙得多的面部肌肉运动。为了进行面部运动捕 捉，标志改为被直接附于演员的面部，通常被定位来最优地限定面部运 动。标志还被足够大量地施加以捕捉面部肌肉运动的许多微妙类型。但 是，大量的标志及其接近度使得捕捉后的帧到帧标志跟踪变得很困难，并 且要求大量手工处理来确保每个个体标志都被准确跟踪。

这些数据被清洁以大大减轻跟踪的困难。但是，当所捕捉的用来动画 化数字面部模型的面部标志数据在空间上也不与数字面部模型良好匹配 时，经常出现另一个问题。在所得到的面部动画中，人物的皮肤经常呈现 一种不连续的外观。

发明内容

本发明的实施例包括用于实现生成并动画化数字面部模型上的皮肤层 的技术的系统、方法、装置和计算机程序。

在一个方面中，一种方法包括：从面部标志数据生成面部肌肉激活； 利用面部肌肉激活来动画化计算机图形面部模型；生成覆盖计算机图形面 部模型的皮肤层；以及利用面部标志数据来动画化皮肤层。

在另一个方面中，一种系统包括：面部肌肉激活模块，用于接收面部 标志数据并且生成面部肌群激活；动画化模块，用于接收面部肌群激活并 且生成被激活的面部模型；以及皮肤层模块，用于接收被激活的面部模型 和面部标志数据，并且生成被动画化的、带皮肤层的面部模型。

在查阅以下详细描述和附图之后，本领域的普通技术人员将很清楚本 发明的其他特征和优点。

附图说明

本发明的结构和操作细节一部分可通过研究附图来掌握，附图中类似 地标号指代类似的部件，其中：

图1是面部运动捕捉系统的功能框图；

图2是示出根据一种实现方式动画化数字面部模型的方法的流程图；

图3是示出根据一种实现方式初始化FACS矩阵的方法的流程图；

图4是示出根据一种实现方式清洁面部标志数据的方法的流程图；