在信息技术迅猛发展的今天,数字娱乐已融入到人们生活的各个角落。近年来,卡通产品受到了社会各年龄阶层人群的青睐。随着三维虚拟环境技术的发展和普遍应用,三维卡通形象在动漫影视、在线游戏、虚拟社区、辅助教学等领域呈现出越来越广泛的应用。目前,传统的手工制作方法和基于规则生成的方法都无法解决实际应用中实时性、艺术背景相关性、制作成本过大等问题。本文采用流形学习、主成分分析等方法对三维卡通人脸生成的问题展开研究,取得了如下的研究成果:首先本文建立了一个由二维卡通人脸图片、三维卡通人脸模型组成的卡通样本库,进一步地,本文对三维人脸部件给出了定义,从而相应地也构建出了三维卡通人脸部件样本库。其次,本文应用局部线性嵌入的降维方法来获得样本库中二维卡通和三维卡通人脸的低维嵌入,然后再应用半监督流形学习的方法挖掘出二维卡通数据集与三维卡通人脸数据集之间的映射关系,将此映射关系应用于二维卡通来获得与之对应的三维卡通人脸的低维嵌入,再通过局部线性嵌入的升维方法重构出其相应的三维卡通人脸,从而扩充三维卡通人脸样本库。最后本文基于扩充的三维卡通人脸样本库,采用主成分分析的方法实现了个性化的三维卡通人脸生成。