用计算机进行人脸造型并建立人脸表情动画是当前计算机图形学中的一项热门课题，其技术和产品有着广阔的应用前景。如：在可视电话、远程教学以及电视节目虚拟主持人等应用中，待传输的视频图像可利用计算机生成的单帧三维真实人脸及其产生的人脸表情动画来代替完成，从而降低网络带宽要求。从当前国内外有关该课题的研究情况来看，由于人脸表面十分复杂，曲面极其特殊，因此至今还有许多问题需要探讨和研究。 本文在分析和总结了前人工作的基础上，深入研究了人脸的生理特征、面部肌肉组织结构，分析了人脸面部表情的基本动作，提出了将人脸整体分解为若干个小块的三维人脸几何模型，并根据力学中的弹性体形变原理，将弹性体的形变应用于上述基于面分块的三维人脸几何模型，使特定人脸几何模型的建立变得简单、效率高。在建立人脸面部表情动画时，提出了一种基于弹性体形变原理的面部表情动画模型，并运用这种模型建立了人脸面部表情中最常见的“眨眼睛”和“嘴巴张闭”两个基本动画。 因此，本项研究在以下方面有所创新： 1.将人脸面部按其生理特征分块，变整体为分块，使复杂问题简单化； 2.将人脸面部模拟成弹性体，运用弹性体形变原理将一般人脸几何模型修 改为特定人脸几何模型； 3.将人脸五官的基本动作模拟成弹性体的形变，从而建立人脸面部表情动 画。 本文还探讨了真实感人脸的显示原理。由于交互式修改人脸几何模型的特征点会使该模型表面变得不光滑，因此需要作光滑和光顺处理。本文运用三次B-B曲面的方法和最小能量法对分块后的曲面片作光滑处理，并对人脸面部整体作光顺处理。为了真实地显示三维人脸，还要用到光照模型与纹理映射方法，对此本文也作了详细介绍。 在运用弹性形变原理的基础上，本文给出了基于这种原理的特定人脸生成算法和人脸面部表情动画生成算法，详细介绍了我们开发的特定人脸生成与表情动画系统HDFACE，运行该系统获得了良好的实验结果。