什麼是數字虛擬人

數字虛擬人的廣義定義為數字化外形的虛擬人物，是“虛擬”（存在於非物理世界中）+“數字”（由計算機圖形學、圖形染、動作捕捉、深度學習、語音合成等計算機手段創造及使用）+“人”（具有多重人類特徵，如外貌、人類表演/互動能力等）的綜合產物。像現在大家熟知的初音未來、央視小C、洛天依、柳夜熙等等，都是很經典的虛擬人形象。那虛擬人是怎麼製作出來的呢？讓我們一起來了解下吧！

現階段虛擬人制作主要涉及建模、驅動和渲染三大技術

3D建模：為構建虛擬人形象的基礎，重點在於實現細節的精細還原

目前的建模方式主要可以分為三種：

1、手工建模，這是最初採用的建模手段，目前雖然還在廣泛應用，但人工製作週期比較長。

2、影象採集模型，通過幾張照片還原人臉 3D 結構，但是精度不足以建立高質量模型。

3、儀器採集模型，是目前發展的重點，精度可達到 0。1 毫米，但是成本比較高。儀器採集模型現階段以靜態掃描模型為主，其中結構光掃描重建系統是由投影儀投射特定光、攝像頭採集資訊，最後再復原整個三維模型，裝置要求相對較低，是一種相對經濟的掃描方案。而相機陣列掃描重建技術，目前正替代結構光成為主流的人物建模方式，原理是透過相機陣列拍攝圖片間的相同特徵點進行匹配校準，然後重建人物模型，這項技術在國際上已成功商業化，並被應用於電影、遊戲製作當中。

驅動技術：動作捕捉為虛擬人主流動作生產方式

透過將捕捉採集的動作遷移至虛擬人是目前3D虛擬人動作生成的主要方式，核心技術是動作捕捉。可以透過光學式、慣性式、電磁式及基於計算機視覺的動作捕捉來實現。現階段以光學式和慣性式動作捕捉佔據主導。計算機視覺動作捕捉目前精度較低，但對環境要求低，可移動範圍大，使用場景想象力也比較大，目前已有消費級應用，比如部分學校採用的AI攝像頭應用。

渲染技術：核心環節決定呈現效果

渲染技術用於提升虛擬人的逼真程度，實時互動亦需要實現實時渲染，渲染決定了最終作品的質量與風格。每一次技術提升對數字人面板紋理、3D 效果、質感和細節等方面提升巨大。

渲染技術分為兩類，離線渲染技術（預渲染技術）和實時渲染技術，其本質區別在於當前發展形勢下，在及時性和圖形質量之間進行選擇。離線渲染技術不關心完成速度，這種渲染技術主要用於電影和電視動畫。它對真實性和精細度有很高的要求，需要使用更多的計算資源。實時渲染技術側重於互動和及時性，適用於遊戲、虛擬客服、虛擬主播等使用者頻繁互動的場景。這種場景需要快速建立影象。目前，圖形生產硬體和可用資訊的預編譯提高了實時渲染的效能，但其質量仍受渲染時間和計算資源的限制。隨著硬體和演算法的改進，實時渲染技術具有較強的綜合性能實力，有望逐步普及。

總結

虛擬人自20世紀80年代以來一直在發展，當時技術主要是手繪；隨後，傳統的手繪逐漸被使用CG動作捕捉等技術來取代，深度學習演算法得到突破，虛擬人的生產過程被簡化，並朝著智慧、方便、精細、多樣化的方向發展。如今，虛擬人產業已進入增長階段，技術不再是行業的重要壁壘，應用場景逐漸擴大，廠商蜂擁而至，黃金時代即將來臨。