动画是利用人的视觉暂留现象，通过连续播放一系列画面得到的活动影像。动画技术的发展经历了从传统手绘动画到计算机动画的过程。在传统手绘动画中，即使帧与帧画面之间的差别很小，每帧画面也必须由画师手绘而得，这些相对简单重复的劳动使得创作动画片的工作量非常大，所花时间很多。随着计算机图形学(Computer Graphics，CG)的发展，出现了计算机动画(CG动画)技术，它可根据关键帧自动插补产生过渡帧，从而减少了人为的重复劳动，大大缩短动画片的创作时间。但是，目前计算机动画技术的自动化程度仍然比较低，主要是在角色面部及其表情合成、角色动作姿态生成及控制方面仍存在较大困难。　　 高维形象几何仿生信息学(High Dimensional Imaginal Geometric BiomimeticInformatics)，简称高维仿生信息学，是由王守觉院士提出的，它主要是利用人类形象思维的特点，寻找在高维空间中使用形象几何分析手段来解决多变量实际问题的方法，这是一种新的思维方法。经过王守觉院士及其团队在多年科研工作中，由实践到理论再到实践，一步一步地发展，高维仿生信息学其理论已绎比较成熟，并成功应用于多镜头人脸身份确认、人脸识别、语音识别、图像清晰化、图像检索、生物信息处理等领域。　　 本文针对目前计算机动画技术的主要难点，重点研究以人物为代表的角色其面部、表情及动作姿态，基于高维仿生信息学，提出了以下两种新方法：　　 1.虚拟人脸及表情自动生成方法。首先提出了一种新的坐标系--三角形坐标系，并给出它在图像拓扑变形上的应用，然后定义了一种便于高维形象几何分析计算的浮点图像文件格式，通过三角形坐标系的建立和浮点图像的映射，构建了高维人脸空间，并且该空间中的每一点均对应一幅清晰的人脸图像，从而能够实现虚拟人脸及表情的自动生成。　　 2.人体动作姿态自动生成方法。首先根据人体的骨骼几何结构，提出了一种仿生的人体骨架模型，使用形象几何分析方法进行姿态设计，并分析不同姿态之间的关系，自动计算出中间过渡动作；最后将三角形坐标系推广到三维空间，得到四面体坐标系，用于皮肤变形，从而实现骨骼的自动绑定。