Geração de animações faciais personalizadas em avatares

Abstract

In this work, we present a model to generate personalized facial animations for avatars. The model includes two approaches of parametric control of the avatar’s face: based on high-level face actions scripts or using Performance-driven Animation (PDA) technique. The script approach allows the generation of animations with facial expressions, lip synchronization and eye behaviors interactively by high-level description of these face actions. The Performance-driven approach allows to reflect the user face expressions in his/her avatar, considering as input a small set of feature points provided by Computer Vision tracking algorithms. The model is based on MPEG-4 Facial Animation standard of parameterization, structured using a hierarchy of the animation parameters for the PDA approach. It allows us to provide animation to face regions where lack Computer Vision data. To deform the face, we use Radial Basis Functions and Cosine Functions. This scheme is computationally cheap and allow to animate the avatars in real-time. We have developed an extensible facial animation framework capable of easily animating MPEG-4 parameterized faces for interactive applications. We also developed some “case studies” interactive applications and performed a preliminary evaluation with subjects in order to evaluate qualitatively our control approaches. Results show that the proposed model can generate variated and visually satisfactory animations.

Neste trabalho, é apresentado um modelo para a geração de animações faciais personalizadas em avatares. O modelo inclui duas abordagens de controle paramétrico da face do avatar: baseado em scripts de ações faciais em alto-nível ou usando a técnica de Animação Dirigida por Performance(PDA). A abordagem de controle por script permite a geração de animações com expressões faciais, fala sincronizada e comportamento dos olhos interativamente pela descrição em alto-nível dessas ações faciais. A abordagem de controle por Animação Dirigida por Performance permite refletir as expressões faciais do usuário em seu avatar, considerando como entrada um pequeno conjunto de pontos característicos providos por algoritmos de Visão Computacional. O modelo é baseado no padrão MPEG-4 de Animação Facial, estruturado usando uma hierarquia dos parâmetros de animação, proposta para a abordagem de PDA. Essa estratégia permite a geração de animações nas regiões da face onde não houver dados supridos por Visão Computacional. Para deformar a face, usa-se Funções de Base Radial e Funções de Cosseno. Essa abordagem é computacionalmente barata e permite a animação dos avatares em tempo-real. Foi desenvolvido um framework de animação facial extensível capaz de animar facilmente faces parametrizadas de acordo com o padrão MPEG-4 em aplicações interativas. Também foram desenvolvidas algumas aplicações interativas como “estudo de caso” das potencialidades do modelo e realizada uma avaliação preliminar com usuários, de maneira a avaliar qualitativamente as abordagens de controle. Os resultados mostram que o modelo proposto pode gerar animações variadas e com resultados visuais satisfatórios.