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5分鐘為你破解超火的虛擬數(shù)字人如何制作?

發(fā)布時(shí)間：2024-01-11 10:25:28 瀏覽量：136次

虛擬人概念從早期動(dòng)漫領(lǐng)域的初音未來(lái)用一首《甩蔥歌》讓綠色雙馬尾的“歌姬”形象火出圈，到洛天依登上央視春晚舞臺(tái)，再到眾多虛擬歌手、虛擬主播、KOL、代言人等活躍于各種情境中。

去年以來(lái)，元宇宙和虛擬人技術(shù)進(jìn)入全球科技產(chǎn)業(yè)的聚光燈下，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出了很多新的虛擬人形象。2021年10月，虛擬美妝達(dá)人“柳夜熙”將虛擬數(shù)字人推向了更多普通用戶(hù)。

要知道，具有數(shù)字化外形的虛擬人，與具備實(shí)體的機(jī)器人是不同的，虛擬人依賴(lài)顯示設(shè)備存在，且具備以下三方面特征：

一、擁有人的外觀，具有特定的相貌、性別和性格等人物特征；

二、擁有人的行為，具有用語(yǔ)言、面部表情和肢體動(dòng)作表達(dá)的能力；

三、擁有人的思想，具有識(shí)別外界環(huán)境、并能與人交流互動(dòng)的能力。

虛擬人可以根據(jù)角色類(lèi)型分為三種：

1、寫(xiě)實(shí)/超寫(xiě)實(shí)類(lèi)角色虛擬人，比如柳夜熙、翎ling、AYAYI等；

2、二次元角色虛擬人，比如洛天依、初音未來(lái)、星瞳等；

3、卡通/吉祥物角色虛擬人，比如海爾兄弟、京東狗、蘇格拉寧等。

為了更好地理解虛擬人，可以對(duì)其制作環(huán)節(jié)進(jìn)行拆解。

虛擬人制作環(huán)節(jié)拆解

虛擬人的實(shí)現(xiàn)主要由建模、驅(qū)動(dòng)、渲染、呈現(xiàn)與互動(dòng)，5大環(huán)節(jié)組成。

其中建模、驅(qū)動(dòng)、渲染環(huán)節(jié)主要依靠影視CG、VFX技術(shù)與游戲引擎等實(shí)現(xiàn)：

首先，3D建模為構(gòu)建虛擬人形象的基礎(chǔ)，重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的精細(xì)還原；

其次，通過(guò)將捕捉采集的動(dòng)作遷移至虛擬人是目前3D虛擬人動(dòng)作生成的主要方式，核心技術(shù)是動(dòng)作捕捉；

最后，渲染技術(shù)用于提升虛擬人的逼真程度，實(shí)時(shí)互動(dòng)亦需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)渲染。

根據(jù)Unity技術(shù)開(kāi)放日公布的流程，Unity制作虛擬人先要根據(jù)FaceCode標(biāo)準(zhǔn)掃描真人的極限表情，接著要進(jìn)行模型清理、BlendShap拆分，并修補(bǔ)細(xì)節(jié)、修貼圖和血流圖等，之后繼續(xù)進(jìn)行Rigiging（包括重定位等）和模型捕捉（使用第三方提供的高精度結(jié)果來(lái)驅(qū)動(dòng)模型或者真人驅(qū)動(dòng)等），最終渲染完成，形成虛擬人。

Unity技術(shù)開(kāi)放日

而呈現(xiàn)環(huán)節(jié)可以分為實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)兩類(lèi)。實(shí)時(shí)的可在全息表演、AR等技術(shù)的成熟發(fā)展下，不斷提升效果質(zhì)量；相較于非實(shí)時(shí)（視頻、照片）的虛擬人互動(dòng)性更強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Ω蟆?/span>

虛擬人的交互又可分為智能驅(qū)動(dòng)型和真人驅(qū)動(dòng)型兩種：

智能驅(qū)動(dòng)型可以通過(guò)智能系統(tǒng)自動(dòng)讀取并解析識(shí)別外界輸入信息，根據(jù)解析結(jié)果決策虛擬人后續(xù)的輸出文本，然后驅(qū)動(dòng)人物模型生成相應(yīng)的語(yǔ)音與動(dòng)作來(lái)使虛擬人跟用戶(hù)進(jìn)行互動(dòng)。人物模型是預(yù)先通過(guò)AI技術(shù)訓(xùn)練得到的，可通過(guò)文本驅(qū)動(dòng)生成語(yǔ)音和對(duì)應(yīng)動(dòng)畫(huà)，在業(yè)內(nèi)次模型稱(chēng)為T(mén)TSA(TextToSpeech&Animation)人物模型。

另外，智能驅(qū)動(dòng)作為虛擬人的一條探索方向，還意圖通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)打造“永不塌房”、“不知疲倦”的虛擬人。

真人驅(qū)動(dòng)型是通過(guò)真人來(lái)驅(qū)動(dòng)，主要原理是真人根據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳來(lái)的用戶(hù)視頻，與用戶(hù)實(shí)時(shí)語(yǔ)音，同時(shí)通過(guò)動(dòng)作捕捉采集系統(tǒng)真人的表情、動(dòng)作呈現(xiàn)在虛擬數(shù)字人形象上，從而與用戶(hù)進(jìn)行交互。

《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》女主角阿麗塔

真人動(dòng)作捕捉技術(shù)驅(qū)動(dòng)虛擬角色

柳夜熙、A-Soul等虛擬人皆屬于真人驅(qū)動(dòng)型。受制于現(xiàn)有的技術(shù)水平，AI驅(qū)動(dòng)的虛擬人在制作成本和技術(shù)門(mén)檻上仍然大大高于真人動(dòng)捕。

那么，“智能驅(qū)動(dòng)”我們還差在哪？

虛擬人在互動(dòng)環(huán)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)的感知、理解、決策、表達(dá)4大功能。通過(guò)下圖，我們能更直觀的理解目前虛擬人在發(fā)展階段“理解和決策”是目前最顯著的短板。比如，智能虛擬人可以做客服播報(bào)，卻仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)在自然對(duì)話(huà)中進(jìn)行開(kāi)放式閑聊。

虛擬人在互動(dòng)環(huán)節(jié)的技術(shù)挑戰(zhàn)

圖源：網(wǎng)絡(luò)

依托人工智能，當(dāng)前智能驅(qū)動(dòng)型虛擬人需要有感知、分析人類(lèi)行為的能力，高度依賴(lài)計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展。這也是虛擬人發(fā)展的下一個(gè)目標(biāo)。

不同類(lèi)型虛擬人的技術(shù)發(fā)展

圖源：網(wǎng)絡(luò)

虛擬數(shù)字人作為創(chuàng)新形態(tài)，被業(yè)內(nèi)視作元宇宙概念下技術(shù)、內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)協(xié)同升級(jí)的初步嘗試。

如今，虛擬人理論和技術(shù)日益成熟，未來(lái)，會(huì)在多個(gè)角度突破人類(lèi)局限，比如生命周期長(zhǎng)、行為可控、多線(xiàn)程持久工作、思維和計(jì)算能力強(qiáng)，可塑性好等。其相應(yīng)的應(yīng)用層也在不斷擴(kuò)大、不斷豐富，產(chǎn)業(yè)正在逐步形成。

虛擬人的產(chǎn)業(yè)鏈從上到下可分為基礎(chǔ)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層

圖源：《2020年虛擬數(shù)字人發(fā)展白皮書(shū)》

百度、騰訊、網(wǎng)易、嗶哩嗶哩等公司積極布局虛擬人產(chǎn)業(yè)。據(jù)第三方機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020年嗶哩嗶哩虛擬主播的直播總營(yíng)收約為1.8億元，2021年達(dá)5.3億元。

艾媒咨詢(xún)預(yù)計(jì)，2022年我國(guó)虛擬人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到120億元，并有望帶動(dòng)1866億元相關(guān)市場(chǎng)。根據(jù)速途元宇宙研究院測(cè)算，2022年我國(guó)虛擬人市場(chǎng)規(guī)模同比增速將達(dá)到64.5%。

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