随着人民物质生活的提高,对美有了更高的追求。科学技术的发展,推动了医美整形手术的发展,然而一些医美整容机构采用虚拟手术仿真技术进行对术后效果仿真。在术前咨询阶段,医美整形机构不仅对人脸整形仿真有所要求,对皮肤美化仿真也有很大的要求,另外对于整形幅度很小的场景中,医美咨询师不能客观地去评价求美者需要整容的部位,故需要一些辅助面部数据进行展示。本文中采用虚拟现实的技术,主要针对人脸三维信息提取、面部皮肤美化效果、面部变形区域显示以及面部整形评估方案进行研究,提出了面部美化设计方法、面部的色谱模型设计及其人脸评估方法设计。论文的具体工作包括:(1)人脸三维模型的关键特征信息提取:关键特征信息是人脸三维模型在三维空间中的关键特征点位置信息,本文利用Harr分类器对人脸进行检测,然后基于Dlib对人脸进行特征点提取。实现了对三维场景中人脸模型的检测及关键特征点提取。(2)纹理的美化效果设计:美化设计主要指对人脸模型纹理进行处理,即纹理局部处理和纹理整体处理。纹理局部处理采用两种实现方式,一是基于像素提取的方式进行ROI图像融合;二是基于FMM算法进行纹理局部修复。纹理整体处理采用基于肤色检测的磨皮算法,在算法实施过程中,为了使效果更佳逼真,本文提出基于改进Gamma变换的纹理像素增强算法。(3)纹理的色谱模型设计:本文提出3种人脸模型的色谱显示方式,一是基于色度图的四高三低色谱显示方式,利用色度图根据灰度级别进行对纹理的色彩映射,然后采用扫描线的填充算法对人脸的四高三低区域进行填充;二是基于海拔高度的色谱显示方式,以鼻尖部位为最高点,通过不同颜色呈现不同高度的区域范围三是对微整形中实时精准色谱显示,通过网络模型顶点坐标的变化来确定其颜色显示区域。(4)人脸评估方法设计:基于人脸三维关键特征信息对人脸模型进行测量,得出面部18个长度尺寸和5个角度尺寸,然后根据三庭五眼、眼眉黄金比例、颞颧黄金比例、颧颌黄金比例等美学理论提出对面部、眼眉、鼻子评估方法。(5)手术仿真系统设计:本系统在Unity3D引擎中进行开发,并采用MVC的系统框架,该系统可以呈现出面部皮肤美化后的效果、面部进行微整形之后整形区域的精确显示以及人脸面部微整建议。本文中的关键技术已经应用到Beauty100三维整形导师软件中,已被广州首源信息科技有限公司使用,取得了良好的效果。