创建逼真的三维人脸模型一直都是计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域中一个极具挑战性的课题,随着在虚拟现实、视频会议、影视制作、以及计算机动画等方面应用的发展,近年来人脸建模技术越来越受到人们的重视。本文针对人脸建模这一研究课题,在对每个技术细节进行认真分析的基础上,对基于正交图像的人脸建模方法进行了深入的研究。主要工作包括以下几个方面。首先,对现有基于图像的人脸建模与反射恢复领域的各种技术、方法进行了详尽的分析和比较,并指出不同方法所适合的应用领域。其次,研究了基于正交图像的个性化人脸建模。提出一种改进的基于颜色聚合向量的个性化人脸三维人脸建模方法,通过分析合成的人脸图像纹理与输入图像纹理的差异,使用纹理差异来指导对人脸网格进行局部自适应细分,进而对合成的人脸三维模型进行不断的调整,从而使得最终生成的人脸三维模型具有更高的真实感。最后,提出一种利用单幅图像及其几何恢复人脸3D模型和反射的方法,通过一个径向基函数对离散的图像采样数据进行插值,恢复出描述人脸表面反射效果的空间变化的双向反射分布函数,从而实现了利用一幅输入图像的恢复人脸表面反射情况,并可以利用该反射模型进行动态光照条件下的人脸表面反射效果的绘制。