Die ersten Versuche Gesichter zu animieren, wurde über die Interpolation von Einzelbildern, spezifischer Gesichtszüge, erreicht. Bei dieser von Parke erstmals erfolgreich eingesetzten Methode, werden die Bilder der einzelnen Gesichtszüge durch eine Reihe von geometrischen Daten beschrieben. Über einen Interpolationsparameter werden die Gesichtsausdrücke, als eine Funktion der Zeit, von einem Gesichtsausdruck in den Anderen überführt, was einer Art von Morphing entspricht. Eine Animation besteht dann aus den einzelnen Gesichtsausdrücken, die in beliebiger Reihenfolge stehen und in Abhängigkeit von der Zeit ineinander übergehen. Der Nachteil dieses Modells ist, daß für eine längere Animation sehr viele Daten verarbeitet werden müssen, da jeder Gesichtsausdruck seinen eigenen Datensatz besitzt. Aus diesem Grund ist auch die Anzahl der möglichen Gesichtsausdrücke beschränkt. Der gravierendste Nachteil ist jedoch, daß die Animation von vorgegebenen Bildern abhängt, möchte man eine neue Person modellieren, müssen neue Bilder und deren geometrische Daten angelegt werden. Diese Tatsache macht den Umgang für den Benutzer mit diesem Modell sehr unflexibel, man fängt jedesmal fast von vorn an.
Um die Beschränkungen der Interpolation zu umgehen entwickelte Parke ein weiteres Modell, das ermöglichen sollte, ein Gesicht allgemein zu Beschreiben. Ein Gesicht wird hierzu nicht über Einzelbilder und deren geometrischen Daten definiert, sondern es werden nur wenige signifikante Punkte, sogenannte Key-Points, definiert. Diese Key-Points markieren die individuelle Form des Gesichts, wie z.B. die Lage der:
Augenbrauen
Lippen
Backenknochen
Ohren
Augen
Kinn
Usw.
Ein neuer Ansatz, zur Animation von Gesichtern, war die anatomischen Eigenschaften des menschlichen Gesichts zu simulieren. Dazu gehören:
Die Haut
Die Knochen
Die Muskeln
Das Facial Action Coding System (FACS) wurde von Ekman und Friesen entwickelt. Es dient der Codierung von Gesichtsausdrücken, mit deren Hilfe Animationen des Gesichts als Abfolge dieser Beschreibungen, realisiert werden können. Diesen grundlegenden Gesichtsausdrücken, sogenannte action units (AU), liegt die Anatomie des menschlichen Gesichts zu Grunde und eine Animation stellt sich als Bewegung einzelner Muskeln dar. Das System wurde weniger zur Animation von Gesichtern entwickelt, das Ziel war vielmehr eine Möglichkeit zu haben, alle möglichen Gesichtsausdrücke mit AU zu beschreiben. In FACS sind 60 AU's definiert, mit deren Hilfe, laut Ekmann und Friesen, alle möglichen Ausdrucksformen realisiert werden können. Das Verfahren dient hauptsächlich der Steuerung einer Animation.
Platt und Badler entwickelten ein Modell, in dem die Haut als elastisches Gitter realisiert ist und über Muskelbögen, mit den statischen Knochen verbunden ist. Über die Muskelbögen werden Kräfte auf das Hautgitter erzeugt, was zu unterschiedlichen Gesichtsausdrücken führt.
Ein prozedurales Modell wurde von Magnenat Thalmann entwickelt. Die abstrakten Muskelbewegungen (AMA = Abstract Muscles Action), dienen der Steuerung der Animation, wobei die AMA-Prozeduren den AU's sehr ähnlich sind. Eine AMA ist eine spezielle Routine zur Steuerung der Bewegung eines bestimmten Muskels. Die Prozedur ist für eine begrenzten Bereich des Gesichts zuständig, welche bei der Konstruktion des Gesichts definiert werden müssen. Jede Prozedur ist für einen Parameter verantwortlich, der zu einer bestimmten Muskelbewegung gehört.
Waters entwickelte ein Modell, in dem zwei Muskeltypen definiert werden: lineare Muskeln, die auf Zug reagieren und Muskeln die auf Druck reagieren. Für die Haut und die Muskeln wird ein einfaches Masse-Feder Modell eingesetzt. Die Muskeln werden als geometrische Operatoren mit Vektoreigenschaft definiert, die von tieferen Schichten unabhängig sind. Jeder Muskel besitzt einen Muskelpunkt, von dem aus die Vektoren ihren Ursprung haben. Über den Spitzen der Vektoren liegt die Hautschicht. Werden die Vektoren nun in ihrer Lage bzw. in ihrer Länge geändert, paßt sich die darüberliegende Hautschicht an. Gesichtsausdrücke können so als Ergebnis des Zusammenspiels verschiedener Muskeln realisiert werden.
Das von Waters entwickelte Modell der Vektor Operatoren, wurde später von Ihm und Terzopoulos weiterentwickelt. Sie wollten mit diesem Modell, die Anatomie des menschlichen Gesichts, realistischer nachbilden. Sie führten dazu drei Schichten ein:
Die Oberhaut
Die subcutane Hautschicht (= die Unterhaut)
Die Muskelschicht