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Métodos para um Sistema de Animação Facial Baseado em Aquisição Estereoscópica

Dissertação de Mestrado
(indexado pela 1ªvez em 29/11/2011)

Nome: Rodrigo Assaf
Instituição: Universidade Federal de São Carlos - Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
Orientador: José Hiroki Sato
Ano: 2006
País: Brasil

Resumo
A animação facial tem sido amplamente utilizada em diversas áreas de  aplicação e entretenimento, apresentando altos níveis de detalhamento e  avanços tecnológicos. Contudo, sua implementação ainda exige um trabalho árduo da equipe de produção podendo desprender muito tempo nesta etapa. Com  o objetivo de adequar um sistema estereoscópico a um sistema de  animação facial de baixo custo financeiro, este trabalho trata de  assuntos da área de animação e de seus principais fundamentos para serem  aplicados em uma face. Estudos da anatomia da face, como sistema  muscular e ósseo, são fundamentais para um melhor desempenho da animação  facial, pois é notável que a face é, naturalmente, um sistema complexo. Diversos paradigmas de sistemas faciais são abordados mostrando os atuais estágios desta área da computação gráfica. Os  princípios fundamentais de um sistema estereoscópico, que utiliza duas  imagens como referência, são abordados, enfocando seu uso no  desenvolvimento de métodos para uma animação facial. Esta pesquisa  baseou-se na demarcação de pontos de controle faciais em uma face  humana real, que foi modelada em 3D utilizando a técnica de box  modeling, para a realização dos métodos de estereoscopia, associação e  interpolação obtendo uma expressão facial e de sincronismo labial. A  utilização da estereoscopia mostrou-se, neste trabalho, como sendo uma  técnica eficiente para a captação das coordenadas 3D provenientes da  face real, resultando em uma animação facial realista. Encontrou-se  o re-uso, a portabilidade, a criação de target morphings e a criação de  keyframes como as principais contribuições da estereoscopia, permitindo  sua ampla utilização.

Palavras-chave: Computação gráfica, Processamento de imagens, Animação por computador, Aquisição 3D

Abstract
Facial animation has been widely used in many areas of applications and entertainment, presenting high levels of details and technology. However, its implementation still demands lots of hard work from the producer team. Aiming at the adaptation of a stereoscopic system to a financial low cost facial animation system, this research covers animation subjects and their main principles, in order to use them on an animated face. Studies on face anatomy, such as bones and muscles, are considered important to enhance the facial animation results. Several paradigms are covered in order to demonstrate the actual stage of this computer graphic area. The main aspects of a stereoscopic system, which uses two images as reference, presented in this work, are focused on a method development for a facial animation system. This research is based on facial control points on a human face, which is 3D modeled using the box modeling technique. The 3D virtual face is used to apply an ending result of a facial expression or lip sync obtained from the methods of stereoscopy, association and interpolation. The use of the stereoscopy demonstrated to be an efficient technique to capture 3D coordinates from real faces and use them to develop a realistic facial animation. The re-use, portability, target morphing, and key frames are the main contributions of the use of the stereoscopy in a facial animation system.

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