荣 坚， 赵翠莲， 范志坚， 陈晓波

（1.上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072；2.上海交通大学，上海 200240）

三维建模是计算机视觉和计算机图形学领域中的一个基本问题，而人脸凭借其特有的普遍性成为众多专家学者进行三维建模的研究对象。如今，三维人脸建模[1-2]技术已经广泛地应用于影视制作、游戏娱乐、医学、身份验证和人机交互技术等诸多领域，它已经成为计算机图形学领域的一个研究热点并受到普遍关注。

从20世纪70年代Parke建立第1个脸部模型[3-4]开始，许多研究人员致力于三维人脸建模的研究。特别是20世纪90年代以来，计算机视觉和计算机图形学技术的迅猛发展为三维人脸建模提供了越来越强大的技术支持。脸部的三维数据是形成特定三维人脸模型的前提条件。总体上讲，三维人脸数据可以通过两种途径取得：一是采用三维扫描仪等较复杂的硬件装置，辅以较简单的算法来获取几何及纹理数据。如康柏剑桥研究所的Waters等人利用扫描仪获取的三维数据进行了三维头部建模[5]，Lee等人则用三维扫描仪获取的三维数据创建了完整的三维人脸模型[6]。激光扫描装置获取数据精度高、速度快，但要求高性能的计算机和高价格的硬件设备，用于真实人脸数据采集难于推广。二是采用普通相机辅以结构光投影仪采集图像，其采用较复杂的图像处理和计算机视觉算法获取数据。如哈佛大学的Zhang和Yau等人采用一个彩色相机和结构光投影仪开发了一套三维数据采集系统，并将该设备应用于人脸数据采集中，实现了具备一定真实感的三维人脸建模[7]。……