3D成像助虚拟人大行其道

李伟

五光十色的百老汇，风情万种的香榭丽舍大道。一片灯火辉煌，人们往来穿行。令人诧异的是，这一切——人、物、景，都能够缩小、翻转甚至消失——这是1992年出版的科幻小说《雪崩》中的情景。30年前，科幻作家斯蒂芬森创造出了这一光怪陆离的世界。据英国《新科学家》杂志报道，30年后的今天，人们已经有机会走入这样的场景，去观察、去感受精彩纷呈的虚拟世界。2022年最值得期待的新科技应用之一，就是3D成像技术。

试想，当你打开购物网站的页面，看到的不再是介绍商品的视频，而是3D成像，会是怎样的体验？

首先，3D成像的一大特点是令人惊叹的视觉效果。逼真的图像提供了仅次于商品本身的视觉效果。购买现代工业产品，对于消费者来说往往是一笔不小的投资，如果想在线上渠道尽可能地了解商品，观看3D成像是最佳方式。

一幢建筑物的3D成像

其次，我们可以通过3D成像发现商品隐藏的功能和优势。从某个角度来说，观看3D成像甚至比站在商品面前更好。这是因为3D成像可以给出商品各个不同角度的特写，展示一些原本不可见的功能原理、内部结构，还可以逐步演示其各项功能。消费者在线下商场观察商品，难以得到相似的体验。

再次，对于商家来说，3D成像可以简化营销，大幅提高宣传推广的效率。高质量3D成像精美的视觉效果，可以以独特的方式与消费者进行交流。文字、图片和视频都无法实现3D成像那样的可视化效果。通过3D成像可以更轻松地向客户描述商品，从本质上讲，可以实现“让商品自己推销自己”。当消费者通过3D成像透彻地了解复杂的商品后，会在一定程度上增大其购买意向。而且，这种新奇的展示效果可以吸引更多的潜在客户。

消费者可以通过VR设备观看3D成像，在博览会上了解商品。对于商家来说，无须搬运和维护样品，只须将VR设备带到现场即可。另外，商品的3D成像具有通用性和灵活性。这意味着厂商可以将它们用于所有展销活动，甚至可以在任何设备上展示它们，比如电脑、智能手机和电视等。沉浸在交互式3D成像中，有助于消费者集中精力于商品本身。在演示结束之后，商品的优点将留在消费者的脑海中。

据《新科学家》报道，3D成像技术的飞速发展，得益于3D建模领域对拓扑学的有效运用，实现了模型的轻量化。所谓轻量化，即使用最少、最精确的点、线、面去表现并重构一个与原模型类似的图像模型。简单地说，就是通过优化点、线、面的构成，在复杂模型的基础上重新绘制，生成细节足够多而数据得到简化的视觉模型。

设计界把3D世界中的拓扑学应用，视为一种“高级的择优布线方式”。一方面，它让模型变小，便于高级动画的制作和更多的场景展示;另一方面，拓扑技术的加入也简化了流程，有助于实现更多的变形动画等效果。

相较于人工处理和其他平台的轻量化操作，3D模型轻量化具有如下特点：支持超大的模型进行轻量化处理，包括结构复杂的工业产品模型;实现全流程自动化处理，真正做到快速、高效、低成本;在保留原有模型信息的同时，支持图像变化——这是展示商品内部结构和动态功能的基础;能轻松实现全网输出，支持在手机端以及其他互联网终端展示和交互。

当制作商品的3D成像文件，与拍摄一段相关视频所付出的经济和时间成本差不多时，生产商和卖家会选择前者，以增强产品的宣传效果。

地球的3D成像模型

虚拟人将大行其道

3D成像技术的另一项重要应用，就是数字人和虚拟人。

初始阶段的数字人，是录制一段真人视频，基于计算机视觉和语音合成等技术，进行形象、声音、动作等的模型化后所呈现出的虚拟人物。人们可以通过从后台输入文字的方式，让数字人进行“自我表达”。

随着3D成像技术的发展，如今的数字人已经成为逼真、复杂的3D人体模型。它利用最新开发的技术，在外觀（皮肤着色及毛发梳理）和运动（准确的动作）等方面呈现出逼真的效果，是艺术化和结构化的3D成像模型。结构化意味着其数据已经非常完备，适用于多种展示平台。

鉴于高端3D人体模型的复杂程度，将其集成并实现特定的功能，是一件非常棘手的事情。但这并不能阻挡数字人的发展。2022年，从数字人衍生出的虚拟人将大行其道。

虚拟人，可以理解为被赋予职业、个性和经历的数字人。数字人是一种复杂、高端、昂贵的3D设备，虚拟人则有了助手、演员、“网红”等角色定位。简而言之，虚拟人就是具有职能的数字人。显然，虚拟人与其应用场景密不可分。如今，虚拟人迎来“爆炸式”发展。它们与图像技术、社交媒体和“故事讲述者”角色等融合在一起，几乎已经成为一种“新人类”。

借助虚拟员工、虚拟主持人等角色，机构和商家可以提供7天、24小时不间断服务，减少人工重复录制视频的工作，提高效率，大幅降低人力成本。

以电子屏、全息设备等为载体，虚拟人带来了全新的人机交互体验，可广泛应用于金融、广电、教育、营销、医疗、零售、游戏等行业。比如，在教育行业，可以使用虚拟人教授课程;在广电行业，可以使用虚拟人从事一些主持工作;在医疗行业，可以使用虚拟人进行导医;在游戏行业，可以根据个人的语言习惯、操作规则、审美偏好等，定制智能虚拟主播等。

得益于技术进步，虚拟人展现出多域化渗透的趋势。以人机交互场景为例，虚拟人使信息传递在语音交互的基础上实现了可视化。

功能需求是第一个导向。业内人士表示，在媒体和金融领域，虚拟人将更多地发挥功能，比如辅助主播进行新闻播报、担任业务人员的客服引导等。成为IP是第二个导向。作为品牌的虚拟IP，虚拟人能够提升企业的品牌辨识度，扮演虚拟偶像和虚拟代言人的角色。

AI性能的提升让虚拟人具备了灵敏的感知系统和逼真的形象。AI高效的计算分析处理引擎，让多维信息的综合处理变得更为顺畅。在技术和场景等要素的“挖掘”下，如同一座“金矿”的虚拟人有望乘3D成像和AI技术发展的东风，形成一个生态圈，汇聚全球开发者和厂商，展现出更大的发展潜力。

人类对“类人角色”的面部表情具有极强的感知能力，因此制作虚拟人是计算机图形学领域的难题之一。另一难点来自智能交互领域。能够全面模拟人类行为的“类脑智能”或“具身智能”，尚处于前期研究阶段，与实际应用还有差距。基于此，如何让虚拟人理解环境、构建推理能力、构建学习能力等，将成为该领域最热门的研究课题。

还有一大难点在于虚拟人与真人的智能化交流。人类的微表情有六七千种。在不同的语境下，人的表情会发生变化。虚拟人的表情、口型、语音、表达内容等，很难在如此复杂的情境中与真人完美交流。

为了将3D成像技术和AI技术等完美融合，推动虚拟人实现革命性发展，“虚拟引擎”（开发虚拟场景、人物、事物的综合系统）的研究如日中天。这个行业的发展极其迅速，将有越来越多的企业和人才投身于这一领域。

编辑：姚志刚  winter-yao@163.com