虚拟数字人概念 虚拟数字人分类 虚拟数字人行业 虚拟数字人技术 动作捕捉 虚拟数字人应用场景

1. 名词概览：计算机技术打造虚拟数字人

1.1. 定义：数字人、虚拟人、虚拟数字人被赋予特定人物身份

虚拟人、数字人、虚拟数字人的目标是通过计算机图形学技术（Computer Graphic，CG）创造出与人类形象接近的数字化形象，并赋予其特定的人物身份设定，在视觉上拉近和人的心理距离，为人类带来更加真实的情感互动。按照各定义特征的要求，数字人的范畴包含虚拟人，虚拟人的范畴包含虚拟数字人。

对于不要求必须具备交流互动能力时，数字人、虚拟人、虚拟数字人这三者概念可以认为是等同的。但在严格意义下它们又有细微的差别。虚拟人的身份是虚构的，现实世界中不存在的。数字人强调角色存在于数字世界。虚拟数字人强调虚拟身份和数字化制作特性。

虚拟数字人具有形象能力、表达能力和感知互动能力三大特征。

1.2.划分：人格象征和图形维度是虚拟数字人常见的分类依据

根据人格象征，虚拟数字人可分为虚拟IP和虚拟世界第二分身。

根据人物图形维度，虚拟数字人可分为2D和3D两大类，从外形上可分为卡通、写实等风格，综合来看可分为二次元、3D卡通、3D超写实、真人形象四种类型。

1.3.框架：五大模块构成虚拟数字人通用系统框架

人物形象根据人物图形资源的维度，可分为2D和3D两大类；语音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人物动画；音视频合成显示模块将语音和动画合成视频；交互模块根据语音语义识别用户的意图，并决定数字人后续的语音和动作。

交互模块为扩展项，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。

非交互型虚拟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。

1）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。该人物模型是预先通过AI技术训练得到的，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。

2）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。

2.行业情况分析：虚拟数字人市场广阔，应用领域不断拓展

2.1.行业沿革：虚拟数字人已处高速成长阶段

虚拟数字人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：

2.2.产业链：随理论技术日益成熟，商业模式持续演进丰富产业链

当前虚拟数字人理论和技术日益成熟，应用范围不断扩大，产业正在逐步形成、不断丰富，相应的商业模式也在持续演进和多元化。

2.2.1.基础层：厂商深耕软硬件行业，具有深厚技术壁垒

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。显示设备是数字人的载体，既包括手机、电视、投影、LED显示等2D显示设备，也包括裸眼立体、AR、VR等3D显示设备。光学器件用于视觉传感器、用户显示器的制作。传感器用于数字人原始数据及用户数据的采集。芯片用于传感器数据预处理和数字人模型渲染、AI计算。建模软件能够对虚拟数字人的人体、衣物进行三维建模。渲染引擎能够对灯光、毛发、衣物等进行渲染，主流引擎包括Unity Technologies公司的Unity 3D、Epic Games公司的Unreal Engine等。总体来看，处于基础层的厂商已经深耕行业多年，已经形成了较为深厚的技术壁垒。

2.2.2.平台层：提供多元技术支持，赋予虚拟数字人真实及灵动感

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。建模系统和动作捕捉系统通过产业链上游的传感器、光学器件等硬件获取真人/实物的各类信息，利用软件算法实现对人物的建模、动作的重现；渲染平台用于模型的云端渲染。解决方案平台基于自身技术能力为广大客户提供数字人解决方案。AI能力平台提供计算机视觉、智能语音、自然语言处理技术能力。平台层汇聚的企业较多，腾讯、百度、搜狗、魔珐科技、相芯科技均有提供相应数字人技术服务平台。

2.2.3.应用层：带领虚拟数字人切入商业化赛道

应用层是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。按照应用场景或行业的不同，已经出现了娱乐型数字人（如虚拟主播、虚拟偶像）、教育型数字人（如虚拟教师）、助手型数字人（如虚拟客服、虚拟导游、智能助手）、影视数字人（如替身演员或虚拟演员）等。不同外形、不同功能的虚拟数字人赋能影视、传媒、游戏、金融、文旅等领域，根据需求为用户提供定制化服务。

2.3.政策：近期多项政策推动虚拟数字人新兴科技产业发展

2.4.行业趋势：优质技术仍待普及，受众群体仍待拓展

虚拟数字人产业生产及运营成本高，优劣差异化显著，受众群体不断拓展，因而虚拟数字人价值凸显，应用领域不断拓展，未来有望加速商业化进程。

采集制作流程简单化、一体化，迭代式提升真实感

未来虚拟数字人制作技术将更加简单，更加一体化、自动化设备同步获取模型、身体、表情等所有数据，无需穿戴专业传感设备。

交互方式衍变，智能化程度不断加深

全双工技术将推进数字人交互方式的演变，使得数字人拥有一次唤醒、多次交互能力﹐具备实时智能响应、智能打断、智能纠错、多轮对话等功能。

实现多场景、多领域的融合、应用及落地

目前虚拟数字人发展环境整体情况还处于未成熟的起步阶段，随着虚拟数字人技术的精进和市场价值的释放，将更深入地融入影视、金融、文旅等各个领域。

虚拟数字人目前仍处于孵化培育阶段，以企业服务为形式的2B2C服务为重点。未来驱动力包括代际变化、技术门槛降低、虚拟化趋势、VR设备回暖等原因。在各行业逐渐意识到其技术可行性和商业价值后，虚拟数字人行业将有望快速进入高速发展期。