最近，虚拟数字人有点忙，在直播，品牌营销，企业服务上都看到虚拟数字人身影。虚拟数字人跟元宇宙有什么关系，我们一起来说说。
一、虚拟数字人概念
1、定义
“虚拟数字人”一词最早源于 1989 年美国国立医学图书馆发起的“可视人计划”(Visible Human Project, YHP)。其指存在于非物理世界中，由计算机图形学、图形渲染、动作捕捉、深度学习、语音合成等计算机手段创造及使用，并具有多重人类特征（外貌特征、人类表演能力、人类交互能力等）的综合产物。
- 外貌特征：具有特定的相貌、性别和性格等人物特征
- 人类表演能力：拥有人的行为，具有用语言、面部表情和肢体动作表达的能力
- 人类交互能力：拥有人的思想，具有识别外界环境、并能与人交流互动的能力
“人”是其中的核心的因素，高度拟人化为用户带来的亲切感、关怀感与沉浸感是多数消费者的核心使用动力。能否提供足够自然逼真的相处体验，将成为虚拟数字人在各个场景中取代真人，完成语音交互方式升级的重要标准。
2、发展历程
从最早的手工绘制到现在的 CG（Computer Graphics，电脑绘图）、人工智能合成，虚拟数字人大致经历了萌芽、探索、初级和成长四个阶段。
二、虚拟数字人相关技术
1、虚拟数字人通用系统框架
虚拟数字人系统一般情况下由人物形象、语音生成、动画生成、音视频合成显示、交互等 5 个模块构成。
- 人物形象：根据人物图形资源的维度，可分为 2D 和 3D 两大类，从外形上又可分为卡通、拟人、写实、超写实等风格
- 语音生成模块和动画生成模块：可分别基于文本生成对应的人物语音以及与之相匹配的人物动画
- 音视频合成显示模块：将语音和动画合成视频，再显示给用户
- 交互模块：使数字人具备交互功能，即通过语音语义识别等智能技术识别用户的意图，并根据用户当前意图决定数字人后续的语音和动作，驱动人物开启下一轮交互
交互模块根据其有无，可将数字人分为交互型数字人和非交互型数字人。
- 非交互型数字人：系统依据目标文本生成对应的人物语音及动画，并合成音视频呈现给用户
- 交互型数字人：根据驱动方式的不同可分为智能驱动型和真人驱动型
- 智能驱动型数字人：该人物模型是预先通过AI技术训练得到可通过文本驱动生成语音和对应动画，业内将此模型称为TTSA（Text To Speech & Animation）人物模型
- 真人驱动型数字人：真人根据视频监控系统传来的用户视频，与用户实时语音，同时通过动作捕捉采集系统将真人的表情、动作呈现在虚拟数字人形象上，从而与用户进行交互
（智能驱动型虚拟数字人运作流程）
2、三大核心技术
为了实现“拟人化”，技术层面主要体现为以下三点：
- CG建模/图像迁移技术：影响外观呈现。体现为虚拟数字人外观的拟人程度
- NLP交互技术：影响交互体验。以对话能力为核心，该技术继续在虚拟数字人中发挥核心作用，可以视作为虚拟数字人的脑
- CV等深度学习模型：影响驱动效果。受数据量、计算框架、关键特征点等因素深刻影响。能否呈现自然的面部表情变动、肢体变动等，在极大程度上取决于语音驱动的深度模型效果
三、虚拟数字人产业应用
1、行业现状
按照产业应用，可以将虚拟数字人划分为两类，服务型虚拟数字人和身份型虚拟数字人。“量子位虚拟数字人产业报告”预测，在2030年，我国虚拟数字人整体市场规模将达到2700亿。其中，得益于虚拟IP的巨大潜力，以及虚拟第二分身的起步，身份型虚拟数字人将占据主导地位，约1750亿，并逐步成为Metaverse中的重要一环。服务型虚拟数字人则相对稳定发展，多模态AI助手仍有待进一步发展，多种对话式服务升级至虚拟数字人形态，总规模超过950亿。
2、产业划分
虚拟数字人的产业链从下到上分为基础层、平台层、应用层，下层赋能上层并不断合作形成了多元的商业模式。
- 基础层：为虚拟数字人提供基础软硬件支撑，硬件包括显示设备、光学器件、传感器、芯片等，基础软件包括建模软件、渲染引擎
- 平台层：包括软硬件系统、生产技术服务平台、AI 能力平台，为虚拟数字人的制作及开发提供技术能力
- 应用层：指虚拟数字人技术结合实际应用场景领域，切入各类，形成行业应用解决方案，赋能行业领域
3、虚拟IP应用Case
虚拟IP相对于真人IP，解决了MCN对特定IP长期稳定持有的问题，以偶像/网红为核心场景，在直播、代言等领域均有所发展。由于我国的短视频和直播业态正在迅速发展，面对高频、碎片且实时的IP运营需求，虚拟IP更能够适应这一趋势。代言领域，欧莱雅（M姐）、花西子（花西子）已开始有所尝试，通过虚拟IP打造完全符合品牌调性的虚拟代言人。
四、总结
技术是进入行业的核心门槛，需要进入玩家在机器视觉、语音交互和自然语言处理方面都具有深厚的技术积累，并将三者进行有机结合。当前虚拟数字人向自我管理的演化，认知智能、灵活性、个性化、情感化都是虚拟数字人需要进一步提升的技术方面。
尽管技术壁垒增加了商业化成本，但虚拟数字人给元宇宙打开了更大的想象空间。你是否也想拥有一个虚拟数字人呢？
参考文献：
《2020 年虚拟数字人发展白皮书》中国人工智能产业发展联盟总体组，中关村数智人工智能产业联盟数字人工作委员会
《虚拟数字人深度产业报告》量子位
文章来源: 博客园
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