当前,随着计算机技术的不断进步和多媒体技术的发展,三维人脸建模技术近年来成为了图形学领域的一个研究热点。人脸作为人体最为特殊的生理器官,与其它人体器官相比,具有更为丰富的表情以及更多的动作体验。正是由于人脸本身具备特殊性和形态多样性等特征,使得对于三维人脸建模技术的相关研究面临着很多困难,特别是直接使用单张照片来进行三维人脸建模,由于其深度信息的缺失,更是面临着不少挑战。然而某些场合,详尽的脸部信息获取不仅成本昂贵,而且由于对象本身的原因,获取详尽的脸部信息也比较困难。单张照片的获取相对来说较为容易,这就使得使用单张照片来进行快速的三维人脸建模的需求较为迫切。正是在这样的背景下,本文选择以单张人脸照片作为输入样本,对其进行三维人脸模型的重建,由此实现从二维平面图像到三维立体模型的还原。本文首先对国内外有关三维人脸建模技术的相关研究成果进行综述,并对当前主流的三维人脸建模方法,进行归纳总结。之后在形变模型理论基础上,阐述了径向基函数及相关的算法,特别是对不同维度的薄板样条基函数算法进行分析,并使用不同维度的薄板样条基函数进行人脸图像稠密对应;之后借助主成分分析法建立通用人脸模型,并由此延伸构建特定人脸三维模型算法。在本文的三维人脸的重建过程中,特征点的选取尤为重要。本文在特征点的选取上,提出了一种基于改进的ASM算法,比传统的ASM算法在特征点的定位上更加精确。最后,在前文理论研究和算法分析的基础上,基于形变模型理论,以Candide3三维人脸模型为根本,通过单张照片和通用三维人脸模型的逐步匹配,使用OpenCV和open GL程序完成验证,实现了特定人脸照片的三维人脸模型具体重建过程的实验,并对最终的重建结果进行展示。最终的效果表明:本文所研究的基于单张照片的三维人脸建模技术,在正面、侧面和俯仰面均能够实现较好的建模效果。本文的研究,对于进一步推进三维人脸模型在影视广告、医疗美容、游戏动漫、视频认证等多方面的实践应用具有积极的意义;同时三模人脸建模的相关研究也有助于在未来模拟人体医学、虚拟现实等方面的良好应用。