來源：投稿?作者：小灰灰?

編輯：學(xué)姐帶你玩AI 公眾號

什么是三維人臉重建

三維人臉重建就是從一張或多張2D圖像中重建出人臉的3D模型，如果是物體重建就是物體的圖片當(dāng)作輸入輸出物體的模型。

如圖所示，我們將input圖片當(dāng)作輸入，通過網(wǎng)絡(luò)輸出三維模型，這個三維模型可以是一個以obj，PLY后綴名的文件名。下圖所示：

2.obj講解

我們將obj文件通過 meshlab 軟件打開，打開后就可以看到我們需要的重建模型。

我們將result.obj用記事本打開可以看到。

那么接下來我們看看obj文件里面怎么表示的。

.obj : 是一種簡單的單獨表示3D幾何圖元的文件格式，通俗來講就是包含頂點的坐標(biāo)，每個頂點紋理的UV坐標(biāo)，頂點法向量，以及組成多邊形的面的頂點坐標(biāo)、以及紋理UV坐標(biāo)序列，Obj文件可以是ASCII的編碼(.obj)方式也可以是二進(jìn)制格式(.mod)。以ASCII格式存儲的obj文件必須用.obj作為文件拓展名。

我們的result.obj

第一行# OBJ File:是注釋

第二行 mtllib ./result.mtl

因為obj文件不包含面的顏色定義信息，不過可以引用材質(zhì)庫，材質(zhì)庫信息儲存在一個后綴是".mtl"的獨立文件中。mtl文件是obj文件附屬的材質(zhì)庫文件，材質(zhì)庫中包含材質(zhì)的漫射(diffuse)，環(huán)境(ambient)，光澤(specular)的RGB的定義值，以及反射(specularity)，折射(refraction)，透明度(transparency)等其它特征。

所以將 mtllib: 此關(guān)鍵字后參數(shù)為文件名稱，指定了obj文件所使用的材質(zhì)庫文件(mtl文件)的文件名稱。

我們打開result.mtl

可以看見——

newmtl: 定義新的材質(zhì)組，后面參數(shù)為材質(zhì)組名稱

Ka: 材質(zhì)的環(huán)境光（ambient color）

Kd: 散射光（diffuse color）

Ks: 鏡面光（specular color）

d，Tr 均可用于定義材質(zhì)的Alpha透明度

illum：照明度（illumination）后面可接0~10范圍內(nèi)的數(shù)字參數(shù)

0 Color on and Ambient off ：顏色打開和環(huán)境光關(guān)閉

1 Color on and Ambient on ： 啟用顏色和環(huán)境光

2 Highlight on

3 Reflection on and Ray trace on

4 Transparency: Glass on

Reflection: Ray trace on

5 Reflection: Fresnel on and Ray trace on

6 Transparency: Refraction on

Reflection: Fresnel off and Ray trace on

7 Transparency: Refraction on

Reflection: Fresnel on and Ray trace on

8 Reflection on and Ray trace off

9 Transparency: Glass on ，Reflection: Ray trace off

10 Casts shadows onto invisible surfaces

map_Ka、map_Kd map_Ks 材質(zhì)的環(huán)境，散射和鏡面貼圖，對應(yīng)數(shù)據(jù)為貼圖文件名稱

我們對應(yīng)的是 canonical_image.png

第三行是提示，我們要寫幾何頂點信息?

# vertices:

v -9.1863 9.1863 -5.0000

v -8.8947 9.1863 -5.0000

v -8.6778 9.2662 -5.9126

v -8.3545 9.2339 -5.5443

v -8.0521 9.2233 -5.4228

一個頂點可以用字符 v開頭的一行來提示。接著后面跟上(x, y, z [w])的值來表示頂點坐標(biāo)。W是可選項，默認(rèn)為1.0。一些應(yīng)用支持頂點顏色，通過在x y z后面跟上red, green, blue值來表示。顏色值的范圍為0到1.0。

由上圖可以看見有8065個頂點，有8065行。

接下來是 # vertice textures: 頂點的貼圖坐標(biāo)點 (Texture vertices)紋理坐標(biāo)列表，在（u，v[，w]）坐標(biāo)中，這些坐標(biāo)將在0和1之間變化，w是可選的，默認(rèn)為0。

接下來是#vertice normals: （x，y，z）形式的頂點法線列表；法線可能不是單位向量。

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

vn -0.0000 0.0000 1.0000

接下來是#faces:?

是頂點法線索引，法線索引用于描述頂點的法向量，在描述面的時候是可選項。要添加頂點法線索引，必須在紋理索引之后添加第二根斜線（／），然后在之后添加法線索引。斜線前后不能有空格。

合法的法線索引從1開始，并符合之前面描述的格式。每個面可以包含三個或者更多的單元。

比如"usemtl tex"表示使用的材質(zhì)。

"f 71/71/71"是 “f 頂點索引/uv點索引/法線索引”

usemtl tex

f 1/1/1 65/65/65 4097/4097/4097

f 2/2/2 66/66/66 4098/4098/4098

f 3/3/3 67/67/67 4099/4099/4099

f 4/4/4 68/68/68 4100/4100/4100

f 5/5/5 69/69/69 4101/4101/4101

f 6/6/6 70/70/70 4102/4102/4102

f 7/7/7 71/71/71 4103/4103/4103

以上就是result.obj里面的所有內(nèi)容。

PLY講解

PLY：這個格式主要用以儲存立體掃描結(jié)果的三維數(shù)值，透過多邊形片面的集合描述三維物體，與其他格式相較之下這是較為簡單的方法。它可以儲存的資訊包含顏色、透明度、表面法向量、材質(zhì)座標(biāo)與資料可信度，并能對多邊形的正反兩面設(shè)定不同的屬性。

每個PLY檔都包含檔頭（header），用以設(shè)定網(wǎng)格模型的“元素”與“屬性”，以及在檔頭下方接著一連串的元素“數(shù)值資料”。一般而言，網(wǎng)格模型的“元素”就是頂點（vertices）、面（faces），另外還可能包含有邊（edges）、深度圖樣本（samples of range maps）與三角帶（triangle strips）等元素。

第一行寫PLY

format ascii 1.0 #開頭作為PLY格式的識別。

接著第二行是版本。

element vertex 97991 # 描述元素及屬性，必須使用’element’及’property’的關(guān)鍵字。

element face 194286 一個具有10個面的物體，其PLY檔頭可能包含。

property list uchar int vertex_indices

'property list’表示該元素face的特性是由一行的頂點列表來描述。列表開頭以uchar型態(tài)的數(shù)值表示列表的項目數(shù)，后面接著資料型態(tài)為int的頂點索引值（vertex_indices），頂點索引值從0開始。最后，標(biāo)頭必須以此行結(jié)尾：end_header

-0.7221392 63.663975 97.95859 201 150 121： 頂點元素列表一般以x y z方式排列。

3 17141 17426 17427 ：表示面元素列表。

更多干貨??關(guān)注我，記得標(biāo)星哦～