3D成像助虛擬人大行其道

李偉

五光十色的百老匯，風(fēng)情萬(wàn)種的香榭麗舍大道。一片燈火輝煌，人們往來(lái)穿行。令人詫異的是，這一切——人、物、景，都能夠縮小、翻轉(zhuǎn)甚至消失——這是1992年出版的科幻小說(shuō)《雪崩》中的情景。30年前，科幻作家斯蒂芬森創(chuàng)造出了這一光怪陸離的世界。據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，30年后的今天，人們已經(jīng)有機(jī)會(huì)走入這樣的場(chǎng)景，去觀察、去感受精彩紛呈的虛擬世界。2022年最值得期待的新科技應(yīng)用之一，就是3D成像技術(shù)。

試想，當(dāng)你打開購(gòu)物網(wǎng)站的頁(yè)面，看到的不再是介紹商品的視頻，而是3D成像，會(huì)是怎樣的體驗(yàn)？

首先，3D成像的一大特點(diǎn)是令人驚嘆的視覺(jué)效果。逼真的圖像提供了僅次于商品本身的視覺(jué)效果。購(gòu)買現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)往往是一筆不小的投資，如果想在線上渠道盡可能地了解商品，觀看3D成像是最佳方式。

一幢建筑物的3D成像

其次，我們可以通過(guò)3D成像發(fā)現(xiàn)商品隱藏的功能和優(yōu)勢(shì)。從某個(gè)角度來(lái)說(shuō)，觀看3D成像甚至比站在商品面前更好。這是因?yàn)?D成像可以給出商品各個(gè)不同角度的特寫，展示一些原本不可見的功能原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還可以逐步演示其各項(xiàng)功能。消費(fèi)者在線下商場(chǎng)觀察商品，難以得到相似的體驗(yàn)。

再次，對(duì)于商家來(lái)說(shuō)，3D成像可以簡(jiǎn)化營(yíng)銷，大幅提高宣傳推廣的效率。高質(zhì)量3D成像精美的視覺(jué)效果，可以以獨(dú)特的方式與消費(fèi)者進(jìn)行交流。文字、圖片和視頻都無(wú)法實(shí)現(xiàn)3D成像那樣的可視化效果。通過(guò)3D成像可以更輕松地向客戶描述商品，從本質(zhì)上講，可以實(shí)現(xiàn)“讓商品自己推銷自己”。當(dāng)消費(fèi)者通過(guò)3D成像透徹地了解復(fù)雜的商品后，會(huì)在一定程度上增大其購(gòu)買意向。而且，這種新奇的展示效果可以吸引更多的潛在客戶。

消費(fèi)者可以通過(guò)VR設(shè)備觀看3D成像，在博覽會(huì)上了解商品。對(duì)于商家來(lái)說(shuō)，無(wú)須搬運(yùn)和維護(hù)樣品，只須將VR設(shè)備帶到現(xiàn)場(chǎng)即可。另外，商品的3D成像具有通用性和靈活性。這意味著廠商可以將它們用于所有展銷活動(dòng)，甚至可以在任何設(shè)備上展示它們，比如電腦、智能手機(jī)和電視等。沉浸在交互式3D成像中，有助于消費(fèi)者集中精力于商品本身。在演示結(jié)束之后，商品的優(yōu)點(diǎn)將留在消費(fèi)者的腦海中。

據(jù)《新科學(xué)家》報(bào)道，3D成像技術(shù)的飛速發(fā)展，得益于3D建模領(lǐng)域?qū)ν負(fù)鋵W(xué)的有效運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了模型的輕量化。所謂輕量化，即使用最少、最精確的點(diǎn)、線、面去表現(xiàn)并重構(gòu)一個(gè)與原模型類似的圖像模型。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是通過(guò)優(yōu)化點(diǎn)、線、面的構(gòu)成，在復(fù)雜模型的基礎(chǔ)上重新繪制，生成細(xì)節(jié)足夠多而數(shù)據(jù)得到簡(jiǎn)化的視覺(jué)模型。

設(shè)計(jì)界把3D世界中的拓?fù)鋵W(xué)應(yīng)用，視為一種“高級(jí)的擇優(yōu)布線方式”。一方面，它讓模型變小，便于高級(jí)動(dòng)畫的制作和更多的場(chǎng)景展示;另一方面，拓?fù)浼夹g(shù)的加入也簡(jiǎn)化了流程，有助于實(shí)現(xiàn)更多的變形動(dòng)畫等效果。

相較于人工處理和其他平臺(tái)的輕量化操作，3D模型輕量化具有如下特點(diǎn)：支持超大的模型進(jìn)行輕量化處理，包括結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品模型;實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化處理，真正做到快速、高效、低成本;在保留原有模型信息的同時(shí)，支持圖像變化——這是展示商品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)功能的基礎(chǔ);能輕松實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)輸出，支持在手機(jī)端以及其他互聯(lián)網(wǎng)終端展示和交互。

當(dāng)制作商品的3D成像文件，與拍攝一段相關(guān)視頻所付出的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本差不多時(shí)，生產(chǎn)商和賣家會(huì)選擇前者，以增強(qiáng)產(chǎn)品的宣傳效果。

地球的3D成像模型

虛擬人將大行其道

3D成像技術(shù)的另一項(xiàng)重要應(yīng)用，就是數(shù)字人和虛擬人。

初始階段的數(shù)字人，是錄制一段真人視頻，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和語(yǔ)音合成等技術(shù)，進(jìn)行形象、聲音、動(dòng)作等的模型化后所呈現(xiàn)出的虛擬人物。人們可以通過(guò)從后臺(tái)輸入文字的方式，讓數(shù)字人進(jìn)行“自我表達(dá)”。

隨著3D成像技術(shù)的發(fā)展，如今的數(shù)字人已經(jīng)成為逼真、復(fù)雜的3D人體模型。它利用最新開發(fā)的技術(shù)，在外觀（皮膚著色及毛發(fā)梳理）和運(yùn)動(dòng)（準(zhǔn)確的動(dòng)作）等方面呈現(xiàn)出逼真的效果，是藝術(shù)化和結(jié)構(gòu)化的3D成像模型。結(jié)構(gòu)化意味著其數(shù)據(jù)已經(jīng)非常完備，適用于多種展示平臺(tái)。

鑒于高端3D人體模型的復(fù)雜程度，將其集成并實(shí)現(xiàn)特定的功能，是一件非常棘手的事情。但這并不能阻擋數(shù)字人的發(fā)展。2022年，從數(shù)字人衍生出的虛擬人將大行其道。

虛擬人，可以理解為被賦予職業(yè)、個(gè)性和經(jīng)歷的數(shù)字人。數(shù)字人是一種復(fù)雜、高端、昂貴的3D設(shè)備，虛擬人則有了助手、演員、“網(wǎng)紅”等角色定位。簡(jiǎn)而言之，虛擬人就是具有職能的數(shù)字人。顯然，虛擬人與其應(yīng)用場(chǎng)景密不可分。如今，虛擬人迎來(lái)“爆炸式”發(fā)展。它們與圖像技術(shù)、社交媒體和“故事講述者”角色等融合在一起，幾乎已經(jīng)成為一種“新人類”。

借助虛擬員工、虛擬主持人等角色，機(jī)構(gòu)和商家可以提供7天、24小時(shí)不間斷服務(wù)，減少人工重復(fù)錄制視頻的工作，提高效率，大幅降低人力成本。

以電子屏、全息設(shè)備等為載體，虛擬人帶來(lái)了全新的人機(jī)交互體驗(yàn)，可廣泛應(yīng)用于金融、廣電、教育、營(yíng)銷、醫(yī)療、零售、游戲等行業(yè)。比如，在教育行業(yè)，可以使用虛擬人教授課程;在廣電行業(yè)，可以使用虛擬人從事一些主持工作;在醫(yī)療行業(yè)，可以使用虛擬人進(jìn)行導(dǎo)醫(yī);在游戲行業(yè)，可以根據(jù)個(gè)人的語(yǔ)言習(xí)慣、操作規(guī)則、審美偏好等，定制智能虛擬主播等。

得益于技術(shù)進(jìn)步，虛擬人展現(xiàn)出多域化滲透的趨勢(shì)。以人機(jī)交互場(chǎng)景為例，虛擬人使信息傳遞在語(yǔ)音交互的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了可視化。

功能需求是第一個(gè)導(dǎo)向。業(yè)內(nèi)人士表示，在媒體和金融領(lǐng)域，虛擬人將更多地發(fā)揮功能，比如輔助主播進(jìn)行新聞播報(bào)、擔(dān)任業(yè)務(wù)人員的客服引導(dǎo)等。成為IP是第二個(gè)導(dǎo)向。作為品牌的虛擬IP，虛擬人能夠提升企業(yè)的品牌辨識(shí)度，扮演虛擬偶像和虛擬代言人的角色。

AI性能的提升讓虛擬人具備了靈敏的感知系統(tǒng)和逼真的形象。AI高效的計(jì)算分析處理引擎，讓多維信息的綜合處理變得更為順暢。在技術(shù)和場(chǎng)景等要素的“挖掘”下，如同一座“金礦”的虛擬人有望乘3D成像和AI技術(shù)發(fā)展的東風(fēng)，形成一個(gè)生態(tài)圈，匯聚全球開發(fā)者和廠商，展現(xiàn)出更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

人類對(duì)“類人角色”的面部表情具有極強(qiáng)的感知能力，因此制作虛擬人是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的難題之一。另一難點(diǎn)來(lái)自智能交互領(lǐng)域。能夠全面模擬人類行為的“類腦智能”或“具身智能”，尚處于前期研究階段，與實(shí)際應(yīng)用還有差距?；诖?，如何讓虛擬人理解環(huán)境、構(gòu)建推理能力、構(gòu)建學(xué)習(xí)能力等，將成為該領(lǐng)域最熱門的研究課題。

還有一大難點(diǎn)在于虛擬人與真人的智能化交流。人類的微表情有六七千種。在不同的語(yǔ)境下，人的表情會(huì)發(fā)生變化。虛擬人的表情、口型、語(yǔ)音、表達(dá)內(nèi)容等，很難在如此復(fù)雜的情境中與真人完美交流。

為了將3D成像技術(shù)和AI技術(shù)等完美融合，推動(dòng)虛擬人實(shí)現(xiàn)革命性發(fā)展，“虛擬引擎”（開發(fā)虛擬場(chǎng)景、人物、事物的綜合系統(tǒng)）的研究如日中天。這個(gè)行業(yè)的發(fā)展極其迅速，將有越來(lái)越多的企業(yè)和人才投身于這一領(lǐng)域。

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com