專利名稱：以子孫面貌為基礎(chǔ)的人像活現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以子孫面貌為基礎(chǔ)的人像活現(xiàn)方法，是根據(jù)歷史人物 后輩面貌再現(xiàn)該歷史人物活動風(fēng)釆的方法。屬于人物動畫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
歷史人物，大量地是以二維照片或圖片的形式被保存下來，而后人對 其認(rèn)知又幾乎僅局限于這些二維的照片或圖片，這給現(xiàn)實生活中的教育及 有關(guān)歷史的傳播形成局限。本案的申請人已就如何將眾多歷史珍貴遺作或
者說"人像"------中國歷史各時期的傳人等，通過特定的技術(shù)使其活現(xiàn)，
特別是配以人們熟悉的歌曲、語言由活現(xiàn)的經(jīng)典人像演繹出來，作為一種 技術(shù)解決方案向中國專利局提出發(fā)明專利申請。但當(dāng)歷史人物沒有留下二 維照片或圖片時，如何根據(jù)其后輩的面貌或容貌，通過特定的技術(shù)使其活 現(xiàn)，特別是配以人們熟悉的歌曲、語言由活現(xiàn)的經(jīng)典人像演繹出來，是本 發(fā)明需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了提供以子孫面貌為基礎(chǔ)的人像活現(xiàn)方法。該人 像活現(xiàn)方法可以根據(jù)歷史人物后輩的二維圖片或照片制作的二維人像在唱 歌、說話及一些表情的特殊范圍內(nèi)作出三維活動、達(dá)到人像活現(xiàn)的效果。
本發(fā)明的目的可以通過釆取如下技術(shù)方案達(dá)到
以子孫面貌為基礎(chǔ)的人像活現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟
1) 統(tǒng)計素材，先確定需要參與統(tǒng)計的子孫范圍，可以按地點及人數(shù)作 統(tǒng)計，并確定統(tǒng)計的地點和人數(shù)；
2) 根據(jù)所統(tǒng)計的素材制作一個3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格，對照所述素材 將3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格作若干次修改，使3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格逼近所 述統(tǒng)計素材，構(gòu)成靜態(tài)形象；
3) 統(tǒng)計計算，就幾何尺寸、顏色等各個參數(shù)作平均或一定的加權(quán)平均， 畫出靜態(tài)二維圖片，該二維圖片就是根據(jù)子孫后輩的面貌作出的靜態(tài)祖宗 相；注意作統(tǒng)計的僅是皮肉而不包括衣服(不遺傳)，衣服要另作設(shè)計。4) 找替身將第3)中形成的祖宗人物要說的話或要唱的歌表演出來， 用攝錄機(jī)將所述替身的表演過程攝錄下來，在攝錄過程中主要攝錄好表演 者的嘴部、眼部和頭部的動作，以此制作成動畫腳本，并將所述動畫腳本 分解成圖片系列；
5) 取第4)步被分解成的系列圖片以若干點的形式按照人像原型在第 1)步準(zhǔn)備好的3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上調(diào)整，，即逐張作移動及轉(zhuǎn)動，上色 后成為活現(xiàn)人像需用的圖片； '
6) 最后與聲音等合成完成AVI文件，即"人像活現(xiàn)"動畫。 本發(fā)明的目的還可通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到
本發(fā)明的一種實施方案是第4)步所述的替身可以是任意自然人， 目的只取嘴部、眼部和頭部動作的規(guī)律，以滿足制作活動網(wǎng)格的需要。
本發(fā)明的一種實施方案是在3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上調(diào)整頭部轉(zhuǎn)動 時，3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上網(wǎng)點坐標(biāo)的變化按下式處理對于任何一個 網(wǎng)點的原始坐標(biāo)(xp， yp, zp)，當(dāng)三個角度變?yōu)閦eta， Fi， gama時，該 點的坐標(biāo)變?yōu)?x， y， z)。
本發(fā)明的一種實施方案是根據(jù)觀察與k算求得近似值來確定角度 zeta， Fi， gama，對任何一個頭像，采取先求出 一 些典型情況的轉(zhuǎn)角再求 其他轉(zhuǎn)角值；典型情況的轉(zhuǎn)角或以是正視前方、左轉(zhuǎn)30。角、左轉(zhuǎn)45°角、 左轉(zhuǎn)90。角、右轉(zhuǎn)30。角、右轉(zhuǎn)45,。角或右轉(zhuǎn)45°角；其他轉(zhuǎn)角值可以是前 述典型情況中相鄰兩個角度之間的角度。
本發(fā)明的一種實施方案是按上式做網(wǎng)格、基本完成頭部的整體轉(zhuǎn)動， 人像的眼、眉、口和鼻位置則在此基礎(chǔ)上作些細(xì)部的調(diào)整，以獲取理想的 效果。
本發(fā)明的一種實施方案是口形的變化遵循一個原則，即每個人在講 同樣的話、唱同樣歌時其口形相同、張口的大小相同，在制作開口的人像 遵循這個口型變化的規(guī)律。 '
本發(fā)明具有如下突出的有益效果-
1、本發(fā)明能實現(xiàn)真人人像的活現(xiàn)，它是科學(xué)與藝術(shù)、形象思維與邏 輯思維的綜合。本發(fā)明可以根據(jù)歷k人物的子孫后代樣貌模擬制作出其"人 像"，使中國及世界歷史各時期的傳人活現(xiàn)，通過配以人們熟悉的歌曲、語言由活現(xiàn)的經(jīng)典人像演繹出來，再現(xiàn)歷史人物的風(fēng)采，在弘揚(yáng)文化傳播文 化中起著積極的意義，它告知人們被西方視為極品的"死物"在東方一-中國已經(jīng)活現(xiàn)的道理。
2、本發(fā)明的"人像活現(xiàn)"從使用計算機(jī)的算法語言作起，設(shè)法尋找有 足夠精準(zhǔn)度的近似方法。歸納地說是力求通過有真實感的人像，將數(shù)學(xué)上 的逼近概念用在形象逼近上，再結(jié)合雕刻、著色等藝術(shù)，使特殊范圍內(nèi)的 二維人像作成三維效果成為現(xiàn)實。
具體實施例方式
具體實施例1:
本實施可以根據(jù)歷史人物的子孫后代的樣貌制作出二維人像，然后讓 其說話、唱歌。
其實施過程包括如下步驟 '
1) 統(tǒng)計素材，先確定需要參與統(tǒng)計的子孫范圍，可以按地點及人數(shù)作 統(tǒng)計，并確定統(tǒng)計的地點和人數(shù)；
2) 根據(jù)所統(tǒng)計的素材制作一個3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格，對照所述素材 將3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格作若干次修改，使3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格逼近所 述統(tǒng)計素材，構(gòu)成靜態(tài)形象；
3) 統(tǒng)計計算，就幾何尺寸、顏色等各個參數(shù)作平均或一定的加權(quán)平均， 畫出靜態(tài)二維圖片，該二維圖片就是根據(jù)子孫后輩的面貌作出的靜態(tài)祖宗 相；注意作統(tǒng)計的僅是皮肉而不包括衣服(不遺傳)，衣服要另作設(shè)計。
4) 找替身將第3)中形成的祖宗人物要說的話或要唱的歌表演出來， 用攝錄機(jī)將所述替身的表演過程攝錄下來，在攝錄過程中主要攝錄好表演 者的嘴部、眼部和頭部的動作，以此制作成動畫腳本，并將所述動畫腳本 分解成圖片系列；
5) 取第4)步被分解成的系歹lj圖片以若干點的形式按照人像原型在第 1)步準(zhǔn)備好的3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上調(diào)整，即逐張作移動及轉(zhuǎn)動，上色 后成為活現(xiàn)人像需用的圖片；
6) 最后與聲音等合成完成AVI文件，即"人像活現(xiàn)"動畫。
本實施例中，第4)步所述的替身可以是任意自然人，目的只取嘴部、 眼部和頭部動作的規(guī)律，以滿足制作活動網(wǎng)格的需要。根據(jù)觀察與試算求得近似值來確定角度zeta， Fi， g卩nm，對任何一個頭像，采取先求出一些 典型情況的轉(zhuǎn)角再求其他轉(zhuǎn)角值；典型情況的轉(zhuǎn)角或以是正視前方、左轉(zhuǎn) 30°角、左轉(zhuǎn)45。角、左轉(zhuǎn)90。角、右轉(zhuǎn)30°角、右轉(zhuǎn)45。角或右轉(zhuǎn)45°角； 其他轉(zhuǎn)角值可以是前述典型情況中相鄰兩個角度之間的角度。
人像活現(xiàn)中邏輯思維及有關(guān)制作技術(shù)細(xì)節(jié)如下所述
活現(xiàn)人像，將以3D的形式讓照片演繹說話、唱歌(包括臉部表情)， 頭像轉(zhuǎn)動時，近似網(wǎng)格的近似性或不準(zhǔn)確性會反應(yīng)出來，可以進(jìn)行一次或 多次修改再試，例如臉部不同部位的顏色變化、睫毛、眉毛、頭發(fā)、胡須 等顏色變化等，都要根據(jù)不同情況進(jìn)行修改。實驗證明，這樣經(jīng)修改后逐 漸靠近準(zhǔn)確結(jié)果，其工作可以通過電腦程序完成，也可以通過計算機(jī)鍵盤 進(jìn)行手工操作，其過程并不復(fù)雜，只需一次或幾次修改就可滿足要求。頭 在轉(zhuǎn)動時，網(wǎng)點坐標(biāo)的變化按下式處理。
對于任何一個網(wǎng)點的原始坐標(biāo)(如xp, yp， zp),當(dāng)三個角度變?yōu)閦eta， Fi， gama時，該點的坐標(biāo)變?yōu)?x, y, z),由下式求出
① 眼睛運(yùn)動方程 xx = xp — centerx yy = yp — centery zz = zp — centerz
② 眼眉運(yùn)動方程 ' xl = xx*cos(zetei)—zz承sin(zeta)
yl — yy
zl二xx氺sin(zeta)+zz承cos(zeta)
③ 口部運(yùn)動方程 ' x2 = xl
y2二yl氺cos(Fi)-zl氺sin(Fi) z2= zl承sin(Fi)+zl氺cos(Fi)
鼻運(yùn)動方程
xl = x2*cos (gama) _y2*sin (gama)
yl = x2*sin (gama) -y2*cos (gama)
zl = z2 ' 人像頭部整體運(yùn)動方程
x = xl+centerx+movex
y= yl + centery+movey
z== zl + c6nt6rz+mov6z '上述運(yùn)動方程中，
Certerx, centery, centerz為坐標(biāo)原點位置,
xl, yl, zl, x2， y2, z2, 是變量，
fflovex， movey, movez是坐標(biāo)原點位移函數(shù)
角度zeta, Fi, gania 的確定是根據(jù)觀察與試算只能求得近似值，根 本原因在于對任何一個頭像，人的眼及計算機(jī)都很難分辨出偏角大小，通 常采取先求出一些典型情況的轉(zhuǎn)角再求其他的值。
參照

圖1、圖2和圖3，表示的是一個僅425張圖片的短歌的三個角度 zela,Fi,gama隨圖片數(shù)而變化的角度變化情況曲線，是已經(jīng)過手工調(diào)整修 改后的。至于調(diào)整之前則均設(shè)為零。
按上式做網(wǎng)格，基本完成頭部的整體轉(zhuǎn)動，而人像的眼、眉、口、鼻 位置則需在此基礎(chǔ)上作些細(xì)部的調(diào)整，以獲取理想的效果。
關(guān)于口形的變化遵循一個原則，就是每個人(講同樣的話、唱同樣歌) 的口形相同，張口的大小相同，這給制作開口的人像提供了口型變化的規(guī)律。
申請人根據(jù)實施例1所述的方法，利用一張歷史照片或圖片，已完成 制作出人像活現(xiàn)動畫60余個，這些例子包括
1)歷史人物唱義勇軍進(jìn)行曲、救國軍歌、領(lǐng)唱歌唱祖國以及其他中文 哥或外文歌等；
2)歷史人物1唱國歌、義勇軍進(jìn)行曲等；
3)歷史人物2讀唐詩、唱救國軍歌等；
4)歷史人物3唱救國軍歌；中國人聯(lián)合起來向前進(jìn)等;
5)歷史人物4唱社會主義好、唱義勇軍進(jìn)行曲等；
6)歷史人物5唱幸福的路靠自己開等；
卞)歷史人物6唱中國人聯(lián)合起來向前進(jìn)等；
8)歷史人物7唱何日君再來等；
9)歷史人物8唱國歌；
10)歷史人物9唱祝你生日快樂、國際歌等；
以及其他已故中國偉人、外國偉人唱中國歌曲或外國歌曲，等等。其他實施例
本發(fā)明其他實施例的特點是利用本發(fā)明的方法，使現(xiàn)代廣告及游戲 做得更細(xì)、更逼真。
本發(fā)明的其他實施例中，同樣可以將一直引譽(yù)至今并成為當(dāng)今西方某 博物館的鎮(zhèn)館寶物的"蒙娜麗莎"二維圖片，通過本發(fā)明所述的技術(shù)使其 活現(xiàn)，配以人們熟悉的歌曲、語言由活現(xiàn)的經(jīng)典人像演繹出來，即可再現(xiàn) 活生生的蒙娜麗莎形象。
權(quán)利要求
1、基于子孫樣貌的人像活現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟1)統(tǒng)計素材，確定需要參與統(tǒng)計的子孫范圍，按地點及人數(shù)作統(tǒng)計，并確定統(tǒng)計的地點和人數(shù)；2)根據(jù)所統(tǒng)計的素材制作一個3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格，對照所述素材將3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格作若干次修改，使3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格逼近所述統(tǒng)計素材，構(gòu)成靜態(tài)形象；3)統(tǒng)計計算，就幾何尺寸、顏色等各個參數(shù)作平均或一定的加權(quán)平均，畫出靜態(tài)二維圖片，構(gòu)成靜態(tài)祖宗相；4)找替身將第3)中形成的祖宗人物要說的話或要唱的歌表演出來，用攝錄機(jī)將所述替身的表演過程攝錄下來，在攝錄過程中主要攝錄好表演者的嘴部、眼部和頭部的動作，以此制作成動畫腳本，并將所述動畫腳本分解成圖片系列；5)取第4)步被分解成的系列圖片以若干點的形式按照人像原型在第1)步準(zhǔn)備好的3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上調(diào)整，即逐張作移動及轉(zhuǎn)動，上色后成為活現(xiàn)人像需用的圖片；6)最后與聲音等合成完成AVI文件，即形成“人像活現(xiàn)”動畫。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子孫樣貌的人像活現(xiàn)方法，其特征在于 第4)步所述的替身是任意自然人，只取嘴部、眼部和頭部動作的規(guī)律。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子孫樣貌的人像活現(xiàn)方法，其特征在于: 在3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上調(diào)整頭部轉(zhuǎn)動時，3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上網(wǎng) 點坐標(biāo)的變化按下式處理對于任何一個網(wǎng)點的原始坐標(biāo)(xp， yp， zp), 當(dāng)三個角度變?yōu)閦eta， Fi， gama時，該點的坐標(biāo)變?yōu)?x， y， z)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子孫樣貌的人像活現(xiàn)方法，其特征在于 根據(jù)觀察與試算求得近似值來確定角度zeta， Fi， gaina，對任何一個頭像， 采取先求出一些典型情況的轉(zhuǎn)角再求其他轉(zhuǎn)角值；典型情況的轉(zhuǎn)角或以是 正視前方、左轉(zhuǎn)30。角、左轉(zhuǎn)45。角、左轉(zhuǎn)90。角、右轉(zhuǎn)30。角、右轉(zhuǎn)45° 角或右轉(zhuǎn)45°角；其他轉(zhuǎn)角值可以是前述典型情況中相鄰兩個角度之間的 角度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于子孫樣貌的人像活現(xiàn)方法，其特征在于 按上式做網(wǎng)格、基本完成頭部的整體轉(zhuǎn)動，人像的眼、眉、口和鼻位置則 在此基礎(chǔ)上作些細(xì)部的調(diào)整。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子孫樣貌的人像活現(xiàn)方法，其特征在于 口形的變化遵循一個原則，即每個人在講同樣的話、唱同樣歌時其口形相 同、張口的大小相同，在制作開口的人像遵循'這個口型變化的規(guī)律。
全文摘要
本發(fā)明涉及以子孫面貌為基礎(chǔ)的人像活現(xiàn)方法，包括如下步驟1)統(tǒng)計素材，確定需要參與統(tǒng)計的子孫范圍；2)根據(jù)所統(tǒng)計的素材制作一個3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格；3)統(tǒng)計計算，就幾何尺寸、顏色參數(shù)作平均或一定的加權(quán)平均，畫出靜態(tài)二維圖片，構(gòu)成靜態(tài)祖宗相；4)找替身將第3)中形成的祖宗人物要說的話或要唱的歌表演出來，構(gòu)成圖片系列；5)取第4)步被分解成的系列圖片形式按照人像原型在第1)步準(zhǔn)備好的3D網(wǎng)格或3D近似網(wǎng)格上調(diào)整，上色后成為活現(xiàn)人像需用的圖片；6)最后與聲音等合成完成AVI文件，形成“人像活現(xiàn)”動畫。本發(fā)明可以根據(jù)歷史人物的子孫后代樣貌模擬制作出其“人像”，使歷史各時期的傳人活現(xiàn)，再現(xiàn)歷史人物的風(fēng)采。
文檔編號G06T17/00GK101546436SQ200910036970
公開日2009年9月30日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者裴文瑾 申請人:廣州市設(shè)計院;裴文瑾