随着计算机技术和虚拟现实技术的快速发展,三维虚拟人人脸建模以及面部动画的研究已经逐渐成为虚拟现实研究领域的研究热点和难点问题。目前该研究的方法有基于图片的建模方法,有基于3D(Three-Dimensional,三维图形)扫描仪的建模方法还有基于建模软件(如3D Max, Maya和Poser等)建模的方法等。如果采用3D扫描仪的方法对真实的人脸进行建模,确实能得到比较真实的人脸模型,但3D扫描仪现阶段比较昂贵,因此该方法不具有广泛的研究意义。如果采用建模软件对人脸部进行建模,不仅很难得到现实生活中人的人脸模型,而且通过这些软件建立的模型的数据量比较大,以至于不易控制。而对于基于图片的建模方法,虽然近年来研究的比较多,但要么是单独对人眼部进行建模,要么是对整个人脸进行建模而缺乏对眼部细节运动建模的考虑。因此如何建立一个研究比较广泛,真实性比较高,易于控制,带眼部细节运动的三维人脸模型是本文研究的重点。针对这一问题,本文首先提出了一种改进Candide-3模型重建人脸的方法。该方法首先在Candide-3模型上对眼部进行建模。其中眼部的建模具体分为眼球的建模和眼睑的建模。对于眼球的建模,本文采用两个半球接合的方法进行建模。对于眼睑的建模,本文分别在Candide-3的模型上对眼睑的内边缘、外边缘以及上睑沟用bezier曲线进行建模。然后结合人脸特征点的信息和局部最小二乘法匹配原理建立了与输入人脸图片相仿的三维人脸模型。接着,本文对人脸脸部采用特征点约束的方法贴图,眼球分别用局部球形纹理贴图和球形纹理贴图的方法贴图。然后,在该模型上用分段线性插值的方法,逼真地完成了眼睑的睁闭、眨眼以及眼球的旋转等相关运动。最后本文在这个改进的人脸模型上,根据眼部运动与情感的关系以及MPEG-4中对人脸六大表情的描述和定义,采用人脸运动单元向量组合的方法,完成了带眼部细节运动的人脸六大表情。实验结果表明,本研究中改进的真实的人脸模型的真实性相对较高,面部表情动画易于控制,具有广泛的应用价值。