人脸建模与动画是计算机图形学、计算机视觉等领域中的研究热点，在三维游戏、影视制作、人机交互界面、远程呈现等方面有着重要的研究意义和应用价值。本文围绕基于图像的真实感人脸建模与动画展开研究，本文的主要工作和贡献包括：　　 (1)提出了一种基于单张正面人脸图像的三维人脸重建方法。首先自动检测人脸在图像中的位置，并自动定位人脸上的关键点；手动标定形变模型上对应的三维关键点(离线完成)，利用弱透视投影建立三维关键点与图像上的关键点之间的联系，通过一个最优化过程得到人脸模型的形状参数和姿态参数；通过对形状无关纹理的拟合，得到完整的人脸纹理。该方法可以快速、鲁棒地生成具有真实感的个性化人脸模型。　　 (2)提出了一种基于多张非标定图像的人脸重建方法。输入多个角度的人脸图像，在每幅图像上手动标定少量关键点，并设定人脸的初始姿态，基于形变模型重建出人脸的几何形状；获取每个角度的形状无关纹理，设定合适的融合权值，将多张形状无关纹理融合为单张人脸纹理。该方法只需很少的手工交互；在纹理融合中，形状无关纹理的引入以及融合方式的改进，使得融合出的纹理图像更加平滑；对独立于视角的纹理映射的改进，可有效消除图像间的光照差异引起的接缝现象和配准误差引起的颜色错误。　　 (3)提出了一种基于稀疏关键点的人脸动画重映射方法。针对MotionCapture采集的稀疏人脸动画数据，只需在目标模型上标定与Marker对应的关键点，就可以将稀疏动画数据映射到稠密人脸网格上，得到具有真实感的人脸动画。首先利用局部仿射变换对动画数据进行调整，使之与目标模型的形状和大小相匹配；然后利用凸组合方法将目标模型进行平面参数化，在平面域对关键点的运动向量进行插值，得到非关键点的运动向量。该方法可以实现稀疏动画数据的快速映射，完全满足实时动画的需要。　　 本文在基于图像的人脸建模与动画方面做了一些有益的尝试和探索，并取得了一些初步的成果，希望本文的结果为基于图像的人脸建模与动画的研究提供借鉴和启发。