Розробка програмних модулів для інтеграції параметричних моделей обличчя з системою передачі міміки користувача

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЗалевська, Ольга Валеріївна
dc.contributor.authorГришай, Даніїл Дмитрович
dc.date.accessioned2025-07-09T11:20:57Z
dc.date.available2025-07-09T11:20:57Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractДипломна робота за темою «Розробка програмних модулів для інтеграції параметричних моделей обличчя з системою передачі міміки користувача» виконана студентом кафедри інженерії програмного забезпечення в енергетиці НН ІАТЕ Гришай Даніїлом Дмитровичем зі спеціальності 121 «Інженерія програмного забезпечення» за освітньо-професійною програмою «Інженерія програмного забезпечення інтелектуальних кіберфізичних систем в енергетиці» і складається зі: вступу; 4 розділів («Розробка програмного забезпечення для передачі міміки на параметричну модель обличчя», «Аналіз інструментів та середовищ розробки», «Опис проєктування та реалізації системи передачі міміки», «Робота користувача з системою»), висновків до кожного з цих розділів; загального висновку; списку використаних джерел, що містить 7 найменувань; 11 рисунків, 3 додатки, 13 формул. Загальний обсяг роботи — 83 сторінок. Актуальність теми зумовлена зростаючою потребою в інтерактивних системах передачі міміки для віртуальних персонажів у сферах цифрової анімації, відеозв’язку, VR/AR і розробки ігрових застосунків. Створення рішень, які працюють у реальному часі без складного обладнання, має велике значення для галузі інженерії програмного забезпечення. Метою роботи є створення системи, яка дозволяє зчитувати міміку користувача з відеопотоку за допомогою бібліотеки MediaPipe, обробляти отримані дані у Python, та інтегрувати їх із параметричною 3D-моделлю обличчя в Blender з використанням shape keys і кісткової анімації. У процесі розробки були реалізовані модулі калібрування, нормалізації, згладжування та синхронного оновлення міміки у форматі JSON. Завдання дослідження полягали у реалізації повного циклу передачі міміки користувача на віртуального персонажа. Для цього потрібно було обробляти відеопотік з камери та виявляти ключові точки обличчя за допомогою бібліотеки MediaPipe, розраховувати мімічні параметри (відкриття рота, положення брів, стан очей тощо), виконати калібрування нейтрального стану обличчя для точнішої нормалізації, а також передавати оброблені параметри у Blender. На завершальному етапі реалізовано анімацію за допомогою механізмів shape keys і кісток, що дозволило досягти реалістичної передачі міміки в режимі реального часу. Практичне значення роботи полягає у створенні готового рішення для передачі емоцій на віртуального персонажа в реальному часі. Запропонована система може бути використана у створенні анімаційних фільмів, інтерактивних презентацій, освітніх VR-додатків, а також як основа для подальшого розширення функціональності.
dc.description.abstractotherThe bachelor’s thesis titled "Development of Software Modules for Integrating Parametric Face Models with a User Facial Expression Transfer System" was completed by Daniil Dmytrovych Hryshai, a student of the Department of Software Engineering in Energy at the Educational and Scientific Institute of Atomic and Thermal Power Engineering (NN IATE), majoring in 121 "Software Engineering" under the educational and professional program "Software Engineering of Intelligent Cyber-Physical Systems in Energy". The thesis consists of: an introduction; four chapters ("Development of Software for Transferring Facial Expressions to a Parametric Face Model", "Analysis of Development Tools and Environments", "Description of the Design and Implementation of the Expression Transfer System", "User Interaction with the System"); conclusions for each chapter; a general conclusion; a list of 7 references; 11 figures; 2 appendices, 13 formulas. The total volume of the work is 53 pages. The relevance of the topic is driven by the growing demand for interactive facial expression transfer systems for virtual characters in fields such as digital animation, video communication, VR/AR, and game application development. Creating real-time solutions that function without complex equipment is of significant importance in the field of software engineering. The goal of this thesis is to develop a system that captures the user’s facial expressions from a video stream using the MediaPipe library, processes the data in Python, and integrates the expressions with a parametric 3D face model in Blender using shape keys and bone animation. The project implements modules for calibration, normalization, smoothing, and real-time synchronization of expressions in JSON format. The practical value of the work lies in providing a ready-made solution for transferring emotions to a virtual character in real time. The proposed system can be used in the production of animated films, interactive presentations, educational VR applications, and can serve as a foundation for further functional extensions.
dc.format.extent71 с.
dc.identifier.citationГришай, Д. Д. Розробка програмних модулів для інтеграції параметричних моделей обличчя з системою передачі міміки користувача : дипломна робота ... бакалавра : 121 Інженерія програмного забезпечення / Гришай Даніїл Дмитрович. – Київ, 2025. – 71 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/74789
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectміміка
dc.subject3D-модель
dc.subjectBlender
dc.subjectPython
dc.subjectMediaPipe
dc.subjectshape keys
dc.subjectкісткова анімація
dc.subjectанімація обличчя
dc.subjectтрекінг обличчя
dc.subjectінтерактивна система
dc.subjectfacial expression transfer
dc.subjectparametric face model
dc.subjectMediaPipe
dc.subjectBlender
dc.subjectshape keys
dc.subjectJSON
dc.subjectcomputer vision
dc.subjectreal-time animation
dc.titleРозробка програмних модулів для інтеграції параметричних моделей обличчя з системою передачі міміки користувача
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Hryshai_bakalavr.pdf
Розмір:
1.66 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ІПЗЕ)
Бакалаврські роботи