虚拟数字人发展脉络与未来展望

随着科技的飞速发展，我们正步入一个全新的数字时代，在这个时代中，虚拟数字人成为了引人注目的新星。它们不仅仅是数字技术的产物，更是未来人机交互的重要桥梁。本文旨在深入探讨虚拟数字人的发展历程、现状以及未来趋势，以期为相关行业提供参考和启示。

一、虚拟数字人概述

虚拟数字人，又称数字虚拟人、虚拟仿真人等，是指具有数字化外形的虚拟人物。它们依赖显示设备存在，并具备以下三方面特征：一是拥有人的外观，具有特定的相貌、性别和性格等人物特征；二是拥有人的行为，具有用语言、面部表情和肢体动作表达的能力；三是拥有人的思想，具有识别外界环境、并能与人交流互动的能力。

二、虚拟数字人发展历程

虚拟数字人的发展与其制作技术的进步密不可分，大致经历了萌芽、探索、初级和成长四个阶段。

1. 萌芽阶段：20世纪80年代，人们开始尝试将虚拟人物引入到现实世界中。该时期虚拟数字人的制作技术以手工绘制为主，应用极为有限。例如，1982年，日本动画《超时空要塞》中的女主角林明美成为了世界上第一位虚拟歌姬，但其虚拟形象是由真人演员通过特效化妆和手绘实现的。
2. 探索阶段：21世纪初，传统手绘逐渐被CG（Computer Graphics，电脑绘图）、动作捕捉等技术取代，虚拟数字人步入探索阶段。该阶段的虚拟数字人开始达到实用水平，但造价不菲，主要出现在影视娱乐行业，如数字替身、虚拟偶像等。例如，《指环王》中的角色咕噜就是由CG技术和动作捕捉技术产生的。
3. 初级阶段：近五年，得益于深度学习算法的突破，数字人的制作过程得到有效简化，虚拟数字人开始步入正轨，进入初级阶段。该时期人工智能成为虚拟数字人不可分割的工具，智能驱动的数字人开始崭露头角。例如，新华社与搜狗联合发布的“AI合成主播”，可在用户输入新闻文本后，在屏幕展现虚拟数字人形象并进行新闻播报，且唇形动作能与播报声音实时同步。
4. 成长阶段：当前，虚拟数字人正朝着智能化、便捷化、精细化、多样化发展，步入成长期。例如，三星旗下的STAR Labs在CES国际消费电子展上展出了其虚拟数字人项目NEON，NEON是一种由人工智能所驱动的虚拟人物，拥有近似真人的形象及逼真的表情动作，具备表达情感和沟通交流的能力。

三、虚拟数字人技术架构与关键技术

当前，虚拟数字人的制作涉及众多技术领域，且制作方式尚未完全定型。通过对现有虚拟数字人制作中涉及的常用技术进行调研，可以提炼出五横两纵的技术架构。

1. 五横：指用于数字人制作、交互的五大技术模块，即人物生成、人物表达、合成显示、识别感知、分析决策等模块。其中，人物表达包括语音生成和动画生成；动画生成则包含驱动（动作生成）和渲染两大部分。

2. 两纵：指2D、3D数字人。3D数字人需要额外使用三维建模技术生成数字形象，信息维度增加，所需的计算量更大。当前虚拟数字人制作过程重点关注建模、驱动、渲染三大关键技术。

   • 建模：静态扫描建模仍为主流，但包含人行为动作且具有高视觉保真度的动态光场三维重建技术初见端倪。相机阵列扫描重建已替代结构光扫描重建成为人物建模主流方式。
   • 驱动：智能驱动型数字人可通过智能系统自动读取并解析识别外界输入信息，根据解析结果决策数字人后续的输出文本，然后驱动人物模型生成相应的语音与动作来使数字人跟用户互动。真人驱动型数字人则是通过真人来驱动数字人，主要原理是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。
   • 渲染：随着技术的不断进步，渲染技术也在不断提升，使得虚拟数字人的形象更加逼真、生动。

四、虚拟数字人应用前景与挑战

目前，虚拟数字人在各个领域都有广泛的应用，如娱乐产业、教育行业、医疗健康、广告营销等。它们不仅可以作为虚拟偶像、游戏角色、在线教师等，还可以作为智能客服、虚拟导游等，为用户提供更加个性化和高效的服务。

然而，虚拟数字人市场还面临一些挑战，如技术成熟度、成本控制、法律法规等方面的问题。未来，随着技术的不断进步和市场的不断扩大，虚拟数字人将在更多领域得到应用和推广。

例如，在教育领域，虚拟教师将为学生提供更加个性化和高效的学习辅导；在医疗健康领域，虚拟护士和医生将为患者提供更加专业和贴心的服务。同时，随着技术的发展，虚拟数字人也将变得更加智能化和情感化。

五、案例分享：曦灵数字人

曦灵数字人是百度智能云推出的数字人SAAS平台，它利用先进的人工智能技术，为用户提供了高效、便捷的数字人创建和交互服务。通过曦灵数字人平台，用户可以轻松创建自己的虚拟形象，并与其进行实时互动。

曦灵数字人在多个领域都有广泛的应用。例如，在客服领域，曦灵数字人可以作为智能客服，为用户提供24小时不间断的服务；在营销领域，曦灵数字人可以作为虚拟代言人，为企业进行产品推广和品牌宣传。

曦灵数字人的成功应用，不仅展示了虚拟数字人的巨大潜力，也为其他行业提供了有益的借鉴和启示。

六、结语

虚拟数字人作为新一代人机交互平台，正逐渐改变着我们的生活方式和工作方式。未来，随着技术的不断进步和市场的不断扩大，虚拟数字人将在更多领域得到应用和推广。同时，我们也需要关注虚拟数字人发展带来的挑战和问题，并积极寻求解决方案。只有这样，我们才能更好地利用虚拟数字人的优势，推动社会的进步和发展。

通过本文的探讨和分析，我们可以清晰地看到虚拟数字人的发展历程、技术架构、应用前景以及面临的挑战。相信在不久的将来，虚拟数字人将成为我们生活中不可或缺的一部分，为我们带来更加便捷、高效、智能的服务。