元宇宙之虛擬人產(chǎn)業(yè)研究元宇宙應用或加速虛擬人需求望提升

元宇宙之虛擬人產(chǎn)業(yè)研究-元宇宙應用或加速虛擬人需求望提升1.

虛擬人：穿梭于現(xiàn)實與虛擬世界間的重要角色1.1.

定義：數(shù)字技術(shù)驅(qū)動的擬人化形象，元宇宙必備分身一般而言，虛擬人指由

CG技術(shù)構(gòu)建、以代碼形式運行的擬人化形象?；\統(tǒng)地說，虛擬人、數(shù)字人、虛擬數(shù)字人均指通過

CG技術(shù)創(chuàng)造出的擬人化形象，他們被賦予鮮明的人物設(shè)定，以代碼與數(shù)據(jù)的形式在計算設(shè)備上運行。嚴格來說，虛擬人強調(diào)其在外觀上與真人的相似性；數(shù)字人強調(diào)其存在于二進制的數(shù)字世界中，既可以是根據(jù)真人生成的

1:1

數(shù)字孿生，亦可以是完全虛構(gòu)的形象與身份；虛擬數(shù)字人則有著更為嚴格的定義，虛擬數(shù)字人具備三大特征：1）擁有人的外觀及性格特征；2）擁有通過語言、表情或肢體動作表達的能力；3）擁有識別外界環(huán)境、與人交流互動的能力。本文將虛擬人、數(shù)字人、虛擬數(shù)字人三個概念統(tǒng)稱為“虛擬人”。如果將元宇宙比作駛向未來的飛船，那么虛擬人是必要的船票。對于用戶而言，虛擬人是任何人進入虛擬世界的必要化身，用戶可以根據(jù)其喜好設(shè)置多個形象迥異的分身；對于經(jīng)紀公司與

MCN而言，虛擬偶像比真人違約風險低、公關(guān)風險低、管控力更強，因此其有意愿孵化虛擬偶像、虛擬主播；對于服務(wù)型企業(yè)而言，虛擬主持人、虛擬客服在普通

AI產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增強了互動體驗并有利于塑造品牌形象。因此我們認為，虛擬人在虛擬世界和真實世界中均扮演著重要角色，科幻小說《雪崩》亦將

Metaverse（元宇宙）、Avatar（虛擬化身）兩個概念緊密關(guān)聯(lián)。除了從制作主體與應用場景出發(fā)以外，虛擬人還可根據(jù)美術(shù)風格的不同劃分為高保真、寫實、卡通三類，根據(jù)驅(qū)動方式的不同劃分為手動調(diào)節(jié)關(guān)鍵幀、預制動作、動作捕捉、語音/文字驅(qū)動四類。1.2.

發(fā)展歷程：形象寫實化、交互多樣化，當下步入成長期虛擬人起源于

20

世紀

80

年代，在

CG、動捕、AI等技術(shù)驅(qū)動下步入高速成長期。1）萌芽：通過手繪、化妝打造虛擬人，以實現(xiàn)對美好的向往、對現(xiàn)實的批判。1982

年，動畫作品《超時空要塞》中的女主角林明美憑借動人的歌聲與純真的人設(shè)走紅，制作方順勢將其包裝為歌手并發(fā)布個人音樂專輯，林明美因此成為全球首個虛擬偶像，也是全球首個虛擬人。虛擬主持人

MaxHeadroom誕生于

1985

年，由覆蓋厚重妝效的真人扮演，MaxHeadroom通過重復、變聲等故障行為對精致有序的統(tǒng)治階層進行批判。2）探索：隨著

CG、動捕等技術(shù)問世，虛擬人在影視娛樂領(lǐng)域的應用進一步拓寬。自

20

世紀

80

年代以來，CG（計算機圖形技術(shù)）、動作捕捉、面部捕捉等技術(shù)的快速發(fā)展為好萊塢電影帶來深刻的變革，以數(shù)字技術(shù)為支撐的景觀電影逐步取代敘事電影成為最受歡迎的類別，《指環(huán)王》《金剛》《阿凡達》等巨制中均出現(xiàn)虛擬人角色。2007

年，初音未來在VOCALOID語音合成技術(shù)的加持下誕生，成為首個聞名世界的虛擬偶像，其熱度延續(xù)至今。3）初級：虛擬人形象越發(fā)逼真，AI技術(shù)的發(fā)展使其開始向智能服務(wù)領(lǐng)域延伸。近五年來，自然語言處理、語音識別、計算機視覺等

AI技術(shù)在虛擬人中的應用不斷加深，具有智能交互能力的虛擬人嶄露頭角。例如，2018

年搜狗與新華社聯(lián)合發(fā)布的虛擬主持人以高仿真形象示人，可對用戶輸入的新聞文本進行語音播報；2019

年，浦發(fā)銀行首位虛擬員工“小浦”在服務(wù)客戶時可感知對方情緒并輔之表情和手勢，且具備主動學習、持續(xù)提高服務(wù)效率的能力。4）成長：技術(shù)、需求均迎突破，虛擬人成果井噴。2019

年，視覺特效公司數(shù)字王國的軟件研發(fā)主管

DougRoble在

TED演講中完美呈現(xiàn)其

1:1虛擬化身

DigiDoug，在高度還原本人外貌的前提下完成實時動捕，成為高保真虛擬人的里程碑事件。自

2020

年以來，虛擬偶像憑借獨特的人設(shè)加速吸引年輕群體，以“會捉妖的美妝達人”柳夜熙為例，其在

2021

年10

月

31

日發(fā)布第一條抖音短視頻后迅速獲贊

300

萬、漲粉超

100

萬。2.

技術(shù)方案：建模、AI、動捕、渲染是四大關(guān)鍵真人驅(qū)動型虛擬人多應用于泛娛樂領(lǐng)域，智能驅(qū)動型虛擬人多應用于服務(wù)領(lǐng)域。具有交互能力的虛擬人可進一步劃分為真人驅(qū)動型、智能驅(qū)動型兩類，其中真人驅(qū)動型虛擬人是在完成原畫建模和關(guān)鍵點綁定后，由佩戴動捕設(shè)備或特定攝像頭的真人實時驅(qū)動，除設(shè)備購置外無其他技術(shù)成本，且互動感更為親切，因此現(xiàn)階段可交互虛擬人以真人驅(qū)動型為主，并在虛擬偶像、虛擬主播等娛樂領(lǐng)域廣泛應用。智能驅(qū)動型虛擬人旨在簡化各類業(yè)務(wù)流程以提升企業(yè)運作效率，作為當下尖端基礎(chǔ)技術(shù)的集合體具備初始投入高、未來邊際成本低的特質(zhì)，因此目前著手開發(fā)此類虛擬人的企業(yè)多為百度、騰訊、搜狗、三星等大廠。2.

技術(shù)方案：建模、AI、動捕、渲染是四大關(guān)鍵虛擬人產(chǎn)業(yè)鏈由技術(shù)方案（基礎(chǔ)層、平臺層）與內(nèi)容應用構(gòu)成，其中基礎(chǔ)層已形成穩(wěn)固格局，應用層新銳企業(yè)嶄露頭角。虛擬人產(chǎn)業(yè)鏈從下至上可分為基礎(chǔ)層、平臺層、應用層，其中基礎(chǔ)層為虛擬人的制作提供基礎(chǔ)設(shè)施，例如芯片對傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行預處理并渲染模型，渲染引擎進一步優(yōu)化燈光、毛發(fā)等細節(jié)，基礎(chǔ)層領(lǐng)軍企業(yè)主要為

Meta、英偉達、Unity等技術(shù)壁壘深厚的巨頭。平臺層中的軟硬件系統(tǒng)企業(yè)從基礎(chǔ)層獲取數(shù)據(jù)信息后通過軟件算法重現(xiàn)人物動作，生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)平臺提供一站式虛擬人解決方案，AI能力平臺提供交互技術(shù)能力，代表性企業(yè)包括騰訊、網(wǎng)易等互聯(lián)網(wǎng)大廠以及商湯科技、科大訊飛等

AI頭部企業(yè)。在基于以上技術(shù)方案構(gòu)建好虛擬人的“外殼”以后，部分虛擬人還需內(nèi)容運營企業(yè)為其注入“靈魂”，而后應用于影視、傳媒、游戲、金融等領(lǐng)域，近年來應用層涌現(xiàn)出眾多新銳企業(yè)。2.1.

建模：3D建模技術(shù)成熟，動態(tài)光場指引新方向在虛擬人通用系統(tǒng)框架背后，建模、AI、動捕、渲染是四大關(guān)鍵技術(shù)。3D建模技術(shù)與動畫制作軟件已發(fā)展較為成熟，廣泛應用于電影、游戲等領(lǐng)域。早期的

3D建模技術(shù)以結(jié)構(gòu)光掃描為主，雖可實現(xiàn)毫米級重建精度，但過長的掃描時間導致其難以對運動目標進行較好地刻畫，近年來高速發(fā)展的多相機陣列技術(shù)克服了以上問題，成為當下主流的

3D建模技術(shù)。以國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)凌云光為例，該公司自主研發(fā)的高精度人臉

3D建模系統(tǒng)可滿足

20-140

臺相機的高精度同步、快速拍攝與存儲，由此獲得的人臉模型可精確到皺紋、毛孔等細節(jié)?？蛻粼讷@得模型的

3D格式數(shù)據(jù)后，可進一步利用

Maya等工具集對其進行處理以生成

3D動畫。光場技術(shù)對光影效果的高質(zhì)量呈現(xiàn)使其成為建模新方向，在VR/AR頭顯上的應用亦有望改善用戶體驗。光場可以測量三維世界中各個方向上流動的光，基于此特點動態(tài)光場重建技術(shù)可以更好地呈現(xiàn)不同觀看視角下事物的光影效果，為

3D建模提供更加豐富的圖像信息，近年來微軟、Google等企業(yè)均積極探索該項技術(shù)在

3D建模中的應用。此外，光場技術(shù)在

VR/AR頭顯中的應用可以使頭顯模擬出人眼感知光線和聚焦的方式，從而呈現(xiàn)出更自然的觀感，2021

年

4

月頭顯技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司

CREAL發(fā)布的

VR頭顯便采用光場顯示器與中心凹結(jié)構(gòu)，與大多數(shù)采用基礎(chǔ)

3D顯示技術(shù)的

VR頭顯相比，CREAL頭顯可以使用戶在任何場景任意距離自動對焦，或顯著改善由長時間佩戴設(shè)備導致的眩暈感。2.2.

AI：人機交互成長性高，文娛領(lǐng)域應用有望成為新藍海人工智能技術(shù)在政府城市治理和運營、制造等領(lǐng)域的應用趨于成熟，但在文娛領(lǐng)域的應用仍處于初級階段。根據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)，政府城市治理和運營（公安、交警、司法、城市運營、政務(wù)等）是

AI技術(shù)的主要應用領(lǐng)域，2020

年貢獻收入占整體市場比例達

49%，其次為互聯(lián)網(wǎng)、金融，份額分別達

18%、12%；艾媒咨詢亦顯示，AI技術(shù)在安防、制造、金融等領(lǐng)域已有成熟應用，且市場體量較為可觀。與上述成熟應用相比，AI技術(shù)在文娛、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的滲透率仍然較低，分支技術(shù)的突破與發(fā)展將成為改寫行業(yè)份額格局的關(guān)鍵驅(qū)動因素。除了打造語音交互功能外，AI技術(shù)還可用于虛擬人的“捏臉”環(huán)節(jié)，網(wǎng)易伏羲是相關(guān)研究的拓荒者。滿足玩家個性化需求的“捏臉”系統(tǒng)自單機游戲《上古卷軸

3》開創(chuàng)以來流行至今，現(xiàn)已廣泛應用于《天涯明月刀》《逆水寒》等

MMORPG游戲。在近

20

年的發(fā)展歷程中，“捏臉”系統(tǒng)可供玩家調(diào)節(jié)的參數(shù)類型不斷擴充，在提升個性化程度的同時亦大幅增加了“捏臉”環(huán)節(jié)的復雜程度。為了讓玩家輕松定制專屬虛擬形象，2019

年

5

月網(wǎng)易伏羲

AILab攜手密歇根大學發(fā)明面部捕捉深度學習算法

MelnGame，僅需玩家上傳一張人物肖像照片就可以生成虛擬面部的形狀和紋理