CN101930618A - 一种个性化二维动漫的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种个性化二维动漫的制作方法。其步骤包括：基于正、侧面图像的人脸建模；变姿态虚拟真人头像的绘制；个性化二维动漫的合成。采用本发明，只需要用户的一张正面和侧面的头部照片，即可快速生成用户所需的二维动漫，极大地降低个性化二维动漫的制作成本和制作时间，以较低的成本实现个性化二维动漫制作的简单化，批量化，快速化和自动化。

Description

一种个性化二维动漫的制作方法 

技术领域

本发明涉及一种基于真人照片的个性化二维动漫的制作方法，属于计算机动漫技术领域。 

背景技术

随着计算机技术、信息技术的发展和人们娱乐生活方式的多元化，动漫产业以其创新性强、传播速度快、产业链长等特点，得到了迅速的发展，并被广泛应用到人们的文化生活当中。 

将真人形象和二维动漫相结合，形成用户独有的个性化二维动画，使动漫与观众之间产生强烈的互动，让普通观众，尤其是孩子们也能够亲身游历在美丽动人的动漫情节当中，体验到自己成为动漫主人公的乐趣，市场前景不可估量。 

传统的个性化二维动漫的制作，需要针对每个用户，建立该用户在各种场景和动作下的人物造型，再将此人物造型融入到二维动漫场景中，经合成得到二维动漫视频。这样制作出来的个性化二维动漫成本极高，动辄数千元/秒的制作成本使得其很难进入到个人消费领域。 

另一方面，用户造型的建立不仅需要画师花较长的时间进行绘制，不仅成本高，时间长，而且与真人形象难以一致，真实感较差。此外，由于动漫当中的人物动作千变万化，姿态千差万别，因此，传统的方法需要针对每个用户、每一种情况进行单独处理，使得其制作过程繁琐，制作周期长，大大限制了其市场应用。 

综上所述，传统的二维动漫制作方法在面向个人用户时制作成本高昂，制作时间长，真实感差，难以进入个人消费领域。因此，急需一种新型的、低成本、自动化的个性化二维动漫制作方法。 

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的二维动漫制作针对个人用户进行个性化定制中的缺陷：过程繁琐，制作时间长，真实感差，成本高等，提出一种个性化二维动漫的制作方法。采用本发明，只需要用户的一张正面和侧面的头部照片，即可快速生成用户所需的二维动漫，极大地降低个性化二维动漫的制作成本和制作时间，以较低的成本实现个性化二维动漫制作的简单化，批量化，快速化和自动化。 

按照本发明提供的技术方案，所述个性化二维动漫的制作方法包括以下步骤： 1)基于正、侧面图像的人脸建模：对输入的同一用户的正、侧面图像，对图像中的关键特征点进行人工标注；预先准备一个通用的三维脸部网格模型，分别针对正、侧面图像，采用volume spline方法调整所述通用三维脸部网格模型的顶点，使该顶点与标注的关键特征点一致，得到个性化的三维人脸网格模型；然后对所述个性化的三维人脸网格模型进行纹理映射，以产生真脸一样逼真的三维人脸模型；2)变姿态虚拟真人头像的绘制：基于所述三维人脸模型，采用OpenGL绘制技术，实现变姿态虚拟真人头像的绘制；3)个性化二维动漫视频的合成：对二维动漫视频中的角色头像信息进行标记，记录角色头像在视频中的姿态、位置、大小信息，结合绘制出的变姿态虚拟真人头像，将具有与角色头像相同姿态、位置和大小的变姿态虚拟真人头像直接嵌入到动漫视频当中，替换视频中的原角色头像，实现虚拟真人头像与二维动漫的无缝嵌入。 

步骤1所述纹理映射过程如下：首先，将用户的正、侧面图像投影到所述个性化三维人脸网格模型中；然后，采用柱面投影的方式，将正、侧面图像投影到柱面空间中，进行平滑和混合，得到个性化三维人脸网格模型的视角无关纹理；结合该视角无关纹理和个性化三维人脸网格模型进行纹理贴图，得到逼真的三维人脸模型。 

步骤1所述对图像中的关键特征点进行人工标注的标注区域包括：眼睛，鼻子，嘴部，耳朵。 

本发明的优点是：1.仅需用户的正、侧面头部照片，快速构建出数字化三维真人头像模型，快速方便；2.除多视点图像的采集和动漫角色信息的标定外，整个过程全自动实现，实现个性化二维动漫制作的简单化，快速化和批量化；3.无需复杂的人工建模操作，成本低，制作周期短，速度快。 

附图说明

图1为本发明所述方法的流程图。 

图2为个性化二维动漫真人头像的合成流程图。 

图3(a)为一种通用的三维脸部网格模型的正面图。 

图3(b)为一种通用的三维脸部网格模型的侧面图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明的个性化二维动漫的制作方法包括：基于正、侧面图像的人脸建模；变姿态虚拟真人头像的绘制；个性化二维动漫的合成。具体如下。 

1)用户正、侧面照片的采集利用民用级的相机，对个人用户从正面和侧面进行头部的拍摄，获取该用户头部的正面和侧面两张图像。此照片也可由用户提供。 

2)基于正、侧面图像的人脸建模对输入的正、侧面图像，分别对图像中的关键特征点进行人工标注。主要标注区域包括：左、右眼，鼻子，嘴部，耳朵。 

同时，预先准备一个通用的三维脸部网格模型，如图3所示。 

分别针对正、侧面图像，采用volume spline方法调整该通用的三维脸部网格模型的顶点，使之与标注的关键特征点一致，得到个性化的三维人脸网格模型。关于volume spline方法详见参考文献：G.M.Nielson，″Scattered data modeling″，IEEE Computer Graphics andApplications，13(1)：60-70，1993。 

在得到个性化的三维人脸网格模型之后，需要对该网格模型进行纹理映射，以产生真脸一样逼真的三维人脸模型。纹理映射过程如下：首先，将用户的正、侧面图像投影到个性化三维人脸网格模型中；然后，采用柱面投影的方式，将正侧面图像投影到柱面空间中，进行平滑和混合，得到个性化三维人脸网格模型的视角无关纹理。结合该视角无关纹理和个性化三维人脸网格模型进行纹理贴图，就可以得到和用户真脸一样逼真的三维人脸模型。 

3)变姿态虚拟真人头像的绘制基于上述个性化三维人脸模型，采用OpenGL绘制技术，实现变姿态虚拟真人头像的绘制。 

4)个性化二维动漫的合成如图2所示，首先对二维动漫中的角色头像信息进行标记，记录其在视频中的姿态、位置、大小等信息，结合步骤3绘制出的变姿态虚拟真人头像，将具有动漫角色的相同位置、大小和姿态的真人头像直接嵌入到动漫视频当中，替换二维动漫中的原角色头像，实现真人头像与二维动漫的无缝嵌入。 

Claims (3)

1.一种个性化二维动漫的制作方法，其特征是包括以下步骤：

1)基于正、侧面图像的人脸建模：

对输入的同一用户的正、侧面图像，对图像中的关键特征点进行人工标注；预先准备一个通用的三维脸部网格模型，分别针对正、侧面图像，采用volume spline方法调整所述通用三维脸部网格模型的顶点，使该顶点与标注的关键特征点一致，得到个性化的三维人脸网格模型；然后对所述个性化的三维人脸网格模型进行纹理映射，以产生真脸一样逼真的三维人脸模型；

2)变姿态虚拟真人头像的绘制：

基于所述三维人脸模型，采用OpenGL绘制技术，实现变姿态虚拟真人头像的绘制；

3)个性化二维动漫视频的合成：

对二维动漫视频中的角色头像信息进行标记，记录角色头像在视频中的姿态、位置、大小信息，结合绘制出的变姿态虚拟真人头像，将具有与角色头像相同姿态、位置和大小的变姿态虚拟真人头像直接嵌入到动漫视频当中，替换视频中的原角色头像，实现虚拟真人头像与二维动漫的无缝嵌入。

2.如权利要求1所述个性化二维动漫的制作方法，其特征是步骤1所述纹理映射过程如下：首先，将用户的正、侧面图像投影到所述个性化三维人脸网格模型中；然后，采用柱面投影的方式，将正、侧面图像投影到柱面空间中，进行平滑和混合，得到个性化三维人脸网格模型的视角无关纹理；结合该视角无关纹理和个性化三维人脸网格模型进行纹理贴图，得到逼真的三维人脸模型。

3.如权利要求1所述个性化二维动漫的制作方法，其特征是步骤1所述对图像中的关键特征点进行人工标注的标注区域包括：眼睛，鼻子，嘴部，耳朵。

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