近年来,随着计算机图形学和计算机视觉技术的发展,虚拟现实技术（Virtual Reality,VR）在动画制作领域、游戏领域、影视领域的应用日渐广泛,写实风格的三维人脸模型也更多地出现在上述领域中。三维人脸模型一般由美术人员手工制作,制作过程繁琐且耗时。为了高效快速地建立写实的三维人脸模型,基于单幅照片（Single-View image）的三维人脸重建技术成为了热门的研究课题。现阶段主流的人脸重建方法主要分为基于三维人脸形变模型（3D Morphable Model,3DMM）的方法和基于神经网络的方法。但前者的重建流程依赖庞大的人脸数据集,而后者生成的人脸模型拓扑结构不固定。针对上述问题,本文实现了一种基于蒙皮形变（Skinned-Mesh Deformation）的三维人脸参数化形变模型,该模型包含一套人脸骨骼,可以通过改变骨骼中每个关节的位置与姿态来改变人脸的形状。本文利用该参数化三维人脸模型进行人脸重建。本文的重建方法不依赖于人脸数据集,且生成的三维脸型的拓扑结构固定,参数量少,易于优化算法求解,适用于在各种商业图形引擎中进行二次开发。针对三维人脸重建中皮肤纹理与人脸照片的融合边界不平滑的问题,本文实现了一种基于非线性投影的人脸皮肤纹理生成方法,该方法分割出图像中的人脸区域,并利用非线性投影将照片中的人脸区域变换到纹理空间与标准人脸纹理进行融合。该方法生成的人脸纹理在人脸边缘处过渡平滑,融合效果较好。为了对重建后的人脸模型实现更真实的渲染效果,本文基于Unity平台,使用基于物理的渲染技术（Physically based Render,PBR）对脸部皮肤进行渲染,并使用了法线纹理来增加人脸的皮肤细节,模拟了人脸皮肤在光照下的次表面散射（Subsurface Scattering）现象,提升了重建后的人脸模型的视觉表现。本文完整地实现了一种基于单幅照片的三维人脸重建算法框架,包含人脸特征点检测、人脸姿态校正、参数化人脸形状回归、人脸纹理生成、人脸皮肤渲染等算法。本文实现的三维人脸重建方法时间复杂度低,重建速度快,在Intel Core i7-7700上的平均重建时间为400ms。