3D成像助虛擬人大行其道

李偉

五光十色的百老匯，風情萬種的香榭麗舍大道。一片燈火輝煌，人們往來穿行。令人詫異的是，這一切——人、物、景，都能夠縮小、翻轉甚至消失——這是1992年出版的科幻小說《雪崩》中的情景。30年前，科幻作家斯蒂芬森創造出了這一光怪陸離的世界。據英國《新科學家》雜志報道，30年后的今天，人們已經有機會走入這樣的場景，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用之一，就是3D成像技術。

試想，當你打開購物網站的頁面，看到的不再是介紹商品的視頻，而是3D成像，會是怎樣的體驗？

首先，3D成像的一大特點是令人驚嘆的視覺效果。逼真的圖像提供了僅次于商品本身的視覺效果。購買現代工業產品，對于消費者來說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3D成像發現商品隱藏的功能和優勢。從某個角度來說，觀看3D成像甚至比站在商品面前更好。這是因為3D成像可以給出商品各個不同角度的特寫，展示一些原本不可見的功能原理、內部結構，還可以逐步演示其各項功能。消費者在線下商場觀察商品，難以得到相似的體驗。

再次，對于商家來說，3D成像可以簡化營銷，大幅提高宣傳推廣的效率。高質量3D成像精美的視覺效果，可以以獨特的方式與消費者進行交流。文字、圖片和視頻都無法實現3D成像那樣的可視化效果。通過3D成像可以更輕松地向客戶描述商品，從本質上講，可以實現“讓商品自己推銷自己”。當消費者通過3D成像透徹地了解復雜的商品后，會在一定程度上增大其購買意向。而且，這種新奇的展示效果可以吸引更多的潛在客戶。

消費者可以通過VR設備觀看3D成像，在博覽會上了解商品。對于商家來說，無須搬運和維護樣品，只須將VR設備帶到現場即可。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，甚至可以在任何設備上展示它們，比如電腦、智能手機和電視等。沉浸在交互式3D成像中，有助于消費者集中精力于商品本身。在演示結束之后，商品的優點將留在消費者的腦海中。

據《新科學家》報道，3D成像技術的飛速發展，得益于3D建模領域對拓撲學的有效運用，實現了模型的輕量化。所謂輕量化，即使用最少、最精確的點、線、面去表現并重構一個與原模型類似的圖像模型。簡單地說，就是通過優化點、線、面的構成，在復雜模型的基礎上重新繪制，生成細節足夠多而數據得到簡化的視覺模型。

設計界把3D世界中的拓撲學應用，視為一種“高級的擇優布線方式”。一方面，它讓模型變小，便于高級動畫的制作和更多的場景展示;另一方面，拓撲技術的加入也簡化了流程，有助于實現更多的變形動畫等效果。

相較于人工處理和其他平臺的輕量化操作，3D模型輕量化具有如下特點：支持超大的模型進行輕量化處理，包括結構復雜的工業產品模型;實現全流程自動化處理，真正做到快速、高效、低成本;在保留原有模型信息的同時，支持圖像變化——這是展示商品內部結構和動態功能的基礎;能輕松實現全網輸出，支持在手機端以及其他互聯網終端展示和交互。

當制作商品的3D成像文件，與拍攝一段相關視頻所付出的經濟和時間成本差不多時，生產商和賣家會選擇前者，以增強產品的宣傳效果。

地球的3D成像模型

虛擬人將大行其道

3D成像技術的另一項重要應用，就是數字人和虛擬人。

初始階段的數字人，是錄制一段真人視頻，基于計算機視覺和語音合成等技術，進行形象、聲音、動作等的模型化后所呈現出的虛擬人物。人們可以通過從后臺輸入文字的方式，讓數字人進行“自我表達”。

隨著3D成像技術的發展，如今的數字人已經成為逼真、復雜的3D人體模型。它利用最新開發的技術，在外觀（皮膚著色及毛發梳理）和運動（準確的動作）等方面呈現出逼真的效果，是藝術化和結構化的3D成像模型。結構化意味著其數據已經非常完備，適用于多種展示平臺。

鑒于高端3D人體模型的復雜程度，將其集成并實現特定的功能，是一件非常棘手的事情。但這并不能阻擋數字人的發展。2022年，從數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、個性和經歷的數字人。數字人是一種復雜、高端、昂貴的3D設備，虛擬人則有了助手、演員、“網紅”等角色定位。簡而言之，虛擬人就是具有職能的數字人。顯然，虛擬人與其應用場景密不可分。如今，虛擬人迎來“爆炸式”發展。它們與圖像技術、社交媒體和“故事講述者”角色等融合在一起，幾乎已經成為一種“新人類”。

借助虛擬員工、虛擬主持人等角色，機構和商家可以提供7天、24小時不間斷服務，減少人工重復錄制視頻的工作，提高效率，大幅降低人力成本。

以電子屏、全息設備等為載體，虛擬人帶來了全新的人機交互體驗，可廣泛應用于金融、廣電、教育、營銷、醫療、零售、游戲等行業。比如，在教育行業，可以使用虛擬人教授課程;在廣電行業，可以使用虛擬人從事一些主持工作;在醫療行業，可以使用虛擬人進行導醫;在游戲行業，可以根據個人的語言習慣、操作規則、審美偏好等，定制智能虛擬主播等。

得益于技術進步，虛擬人展現出多域化滲透的趨勢。以人機交互場景為例，虛擬人使信息傳遞在語音交互的基礎上實現了可視化。

功能需求是第一個導向。業內人士表示，在媒體和金融領域，虛擬人將更多地發揮功能，比如輔助主播進行新聞播報、擔任業務人員的客服引導等。成為IP是第二個導向。作為品牌的虛擬IP，虛擬人能夠提升企業的品牌辨識度，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和逼真的形象。AI高效的計算分析處理引擎，讓多維信息的綜合處理變得更為順暢。在技術和場景等要素的“挖掘”下，如同一座“金礦”的虛擬人有望乘3D成像和AI技術發展的東風，形成一個生態圈，匯聚全球開發者和廠商，展現出更大的發展潛力。

人類對“類人角色”的面部表情具有極強的感知能力，因此制作虛擬人是計算機圖形學領域的難題之一。另一難點來自智能交互領域。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，與實際應用還有差距。基于此，如何讓虛擬人理解環境、構建推理能力、構建學習能力等，將成為該領域最熱門的研究課題。

還有一大難點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。在不同的語境下，人的表情會發生變化。虛擬人的表情、口型、語音、表達內容等，很難在如此復雜的情境中與真人完美交流。

為了將3D成像技術和AI技術等完美融合，推動虛擬人實現革命性發展，“虛擬引擎”（開發虛擬場景、人物、事物的綜合系統）的研究如日中天。這個行業的發展極其迅速，將有越來越多的企業和人才投身于這一領域。

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com