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影像变形

影像变形（Morphing），是由一张图像流畅地变成另一张图像的视觉效果，最常见的应用是由一张人脸影像变化到另一张人脸影像。

概述

影像变形最基本的做法是借由交叉融合（cross-dissolving）的方法来做，也就是把两张影像在变化时间上作线性的内插。这样的方法固然简单，但由于两张影像形状不同（例如两个人脸型不同），会产生鬼影的现象。为了解决鬼影的现象，必须在交叉融合之前进行改变影像形状的弯曲转换（warping）这个动作。因此，整个影像变形的过程，就是翘曲加上交叉融合。

影像变形的程序

影像变形是由一张影像渐进到另一张影像的效果，作法是计算在影像变化时间内所有影格的中间影像，最后再把这一连串的影像接续拨放就达到变形的效果，以下步骤为对于某一个影格的中间影像的产生方法：

  • 根据使用的特征指定方法（网格、点、线段），将两张图片的对应特征作线性内插，得到中间影像的特征资讯
  • 把两张影像都弯曲转换到中间影像
  • 把这两张弯曲转换过后的影像作交叉融合，也就是把这两张影像对应的颜色取平均，如此便可以得到在这个影格的中间影像

弯曲转换的方法

弯曲转换的方法又分为“全域”以及“非全域”的转换。常见的全域弯曲转换有旋转、平移、放大、缩小等，也就是对于整张影像的变换函数（warping function）一致。在影像变形的应用上，所使用的是属于非全域的变换函数，也就是可能在不同区块是用不同的变换函数去变换，依据如何决定两张影像该如何变换分成以下三种方式

  • 根据网格：把两张影像用网格切割，并给定网格间的对应关系，再依序把每个网格内的点经过各自的变换函数,变换到另一张影像的位置。例如第一张图的A网格对应到第二张图的B网格,计算出A网格到B网格的变换函数，再把A网格内所有的点变换到B网格的位置。
  • 根据特征点：在两张影像中给订特征点的对应关系（例如眼角对应到眼角，鼻尖对应到鼻尖），把特征点互相连线，将影像用特征点形成的三角形给覆盖，并找到对应的三角形，最后再进行网格变换。
  • 根据特征线段：在两张影像中给定线段的对应关系（例如眉毛对应到眉毛，鼻梁对应到鼻梁），之后其他的点（指定线段以外的点）再根据与此线段的向量位置关系，来判断到目标影像中的位置。

软体

  • FantaMorph
  • Gryphon Software Morph
  • Morpheus (morphing software)
  • MorphThing
  • Sqirlz Morph

参考资料

  • 后期制作
  • Thaddeus Beier, Shawn Neely, Feature-Based Image Metamorphosis, SIGGRAPH 1992, pp35-42
  • Detlef Ruprecht, Heinrich Muller, Image Warping with Scattered Data Interpolation, IEEE Computer Graphics and Applications, March 1995 pp37 March 1995,pp37-43
  • Seung-Yong Lee, Kyung-Yong Chwa, Sung Yong Shin, Image Metamorphosis Using Snakes and Free-Form Deformations, SIGGRAPH 1995 SIGGRAPH 1995
  • Seungyong Lee, Wolberg, G., Sung Yong Shin, Polymorph: morphing amongpg multiple images, p p pp , IEEE Computer Graphics and Applications,Vol. 18, No. 1, 1998, pp58-71

外部链接

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