为使实物制作过程更为直观，可采用《虚拟人脸动画与人机交互技术研究》中提到的仿真软件对虚拟的人物脸部进行表情仿真，在达到要求之后进行相关的实物制作和调试。
人脸动画仿真软件首先需要按照人体工学原理建立一个人脸的三维线框网格模型，如图3-8所示。
图3-8 三维线框网格模型
然后把脸部照片进行投影，一点一点地往骨架上贴，就可以生成脸部图像，如图3-9所示。在此脸部三维模型基础上，加上基于表情参数产生的变形，便可获得一系列有表情变化的脸部图像。
此后通过特征点的移动来合成表情。利用表情参数使线框架模型的形状变形来合成表情的关键在于如何定义表情参数。人的表情是通过脸部肌肉伸缩而形成，无法从外部来观察肌肉的运动，直接分析这种参数几乎是不可能的。因此只能从外部观察看到的脸部特征点动作（例如眼梢的动作）来定义脸部表情参数。利用FACS中的各种AU在三维线框架模型上进行表现，便能够有效地合成任意表情。如图3-10所示。
人脸动画仿真软件把人的脸部动作分解为44种称为AU（动作单位）的基本动作。各个AU可以根据脸部的特点予以定义，也可以从解剖学角度考虑定义一个或几个肌肉收缩、松弛。于是，所有表情都可以用AU的组合来表示。根据每种表情的描述，可以将它拆成若干个运动单位的组合。当然，这是在忽略了许多表情变化细节的基础上做出的，只是近似地反映出每种表情的特点。例如：
悲伤=AU1＋AU15惊奇=AU26＋AU1厌恶=AU12＋AU4＋AU9
通过对这些AU进行组合，就可以合成对应于人类基本感情的表现，如哭、笑等。在心理学领域，把人的基本表情分为惊奇、恐惧、厌恶、愤怒、高兴、悲伤六种。因此，可以通过按钮对不同的网格点进行变形处理，仿真以上六种基本表情，如图3-11所示。(www.xing528.com)
以上六种基本表情的形成大部分均遵循FACS脸部表情编码系统的规则。由仿真结果可以看出这些表情还是比较逼真的。为使表情看起来更加的逼真、形象，有些表情在FACS编码系统的基础上，还依照常识加入了一些相关的动作。这些仿真表情的形成特点可以有效地指导情感机器人的表情调试工作。
图3-9 机器人脸部照片及贴好图片纹理的模型
图3-10 原始的三维网格（左图）和惊奇时的三维网格（右图）
图3-11 情感机器人六种仿真表情
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