虛擬數字人：數字世界的新伙伴

李嘉宇 趙星

今年，杭州亞運會上的數字人火炬手令全球矚目。開幕式當晚，數字人奔跑著穿越主會場，代表超過一億位“數字火炬手”與真人主火炬手一起點燃主火炬塔。早在2022 年11 月，杭州亞運會就發布了亞運數字人平臺，鼓勵全民爭當亞運“數字火炬手”，利用平臺生成個人數字形象，這就是一億多位“數字火炬手”的由來。

在為亞運會歷史上首個“數字火炬人”和首次采用“數字點火”驕傲的同時，我們不禁好奇：究竟什么是虛擬數字人？它是如何生成的？它具有哪些功能？未來將怎樣改變我們的生活？

虛擬數字人從何而來

虛擬數字人，也稱“虛擬人”“數字人”，是利用計算機圖形學、動作捕捉、三維成像、深度學習、語音合成等技術生成的數字化人物形象。目前的技術水平使虛擬數字人能像真人一樣說話和運動，甚至可以實時交流。

從外觀風格來看，虛擬數字人大致分為兩類：一類是帶有二次元特征的“ 風格化數字人”， 由設計師利用計算機進行藝術設計與建模，與動漫、游戲人物的制作方式相似；另一類是模擬真人形象的“超寫實數字人”，需要依據真人模特制作，制作者利用多臺高精度相機對真人模特進行拍攝和掃描，再利用計算機進行圖片合成與建模。如今，人工智能技術簡化了這一流程，許多軟件僅通過手機拍攝的圖片就能生成人物建模?！帮L格化數字人”也同樣能利用人工智能技術識別真人形象，制作出符合真人特征的數字人形象。亞運會平臺生成的個人數字火炬手形象就采用了該技術。

那么，虛擬數字人是如何動起來的呢？虛擬數字人的動作來源于真人動作。真人演員要穿上帶有標記點的特制服裝，完成數字人所需的動作，攝像機和感應器將記錄標記點的運動軌跡，再將這些軌跡投射到數字人模型上，使數字人按軌跡動起來。亞運會開幕式上“數字火炬人”的奔跑動作，就是基于廣州一位中學生的奔跑動作生成的。在獲取一定量的動作數據后，人工智能技術會對這些動作進行學習并生成新動作，使虛擬數字人的肢體動作更豐富。

同樣，虛擬數字人開口說話也需要人類“引導”。在獲得大量真人語音內容后，人工智能可以結合相應文本，分析語言內容及語調的抑揚頓挫，形成語言模型。語言模型能直接生成內容及語音，讓虛擬數字人“說話”，也能根據人們輸入的內容文本生成語音。數字人的嗓音可以由電腦合成，也可以直接由真人配音。此外，為了使數字人更逼真，真人配音時，要捕捉演員的面部肌肉動作并進行合成；使用生成語音時，面部表情也要通過電腦合成進行配合。這樣能使數字人說話時的口型、表情、說話內容完美對應。

當前，兩種主流的虛擬數字人的驅動方式分別是人工智能驅動和真人驅動。相較而言，真人驅動技術更成熟，虛擬數字人的交互也更自然。但隨著技術的不斷成熟，當人工智能驅動的數字人也足夠自然時，虛擬數字人的制作效率將大幅提升。近年來，華東師范大學專家提出了“數智人”的概念，即以“多源數據+ 智能算法+ 領域專家智慧”為基礎、以智能技術驅動的數字人，相比當下的數字人，它更智能、更具互動性。

生活中的虛擬數字人

如今，虛擬數字人已經廣泛參與到我們的生活中。2007年，日本虛擬歌手初音未來橫空出世，憑借可愛的外形、甜美的歌喉紅遍全球。在國內，也有洛天依、柳夜熙、ASOUL女團等備受歡迎的虛擬偶像。虛擬主播也是近年來的熱門，2020年，數字人申?雅以二次元風格形象加入上海廣播電視臺，現已成為元宇宙資訊節目《早安元宇宙》的主持人，形象也轉變為超寫實風格。在電影《流浪地球2》中，韓子昂這個角色由演員吳孟達的數字替身扮演，彌補了演員本人無法參演的遺憾。此外，虛擬導游、虛擬客服等都是虛擬數字人的重要應用場景。

目前的虛擬數字人以線上展示和交互為主，如發布圖片、視頻、在線直播等。也有不少虛擬數字人從線上走到線下，在現實場景中與我們互動。初音未來曾使用全息投影技術舉辦演唱會，成為全球首位使用該技術舉辦演唱會的虛擬偶像。虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等虛實交互技術也讓我們能穿過屏幕與虛擬數字人接觸。

亞運會開幕式上，數字火炬手跨越錢塘江跑向主會場，穿越會場后將火炬點燃。其中，數字火炬手在會場外的奔跑畫面由增強現實技術實現，觀眾可現場通過亞運會AR軟件、電視轉播觀看數字人形象；場館內的畫面則由屏幕播放，體育館內布置了一塊185米長的立體透視網幕，由9個IMAX熒幕并排構成，現場觀眾可裸眼觀看數字火炬手奔跑和點燃火炬的畫面。

未來，虛擬數字人有可能成為人類社會的重要成員。當下，一些生成式人工智能已經可以與人類進行自然且深入的對話，為人們提供服務。當虛擬數字人搭載此類人工智能內核，成為“數智人”時，將為人們提供更廣泛的幫助，并與人類進行意識與情感溝通。虛擬數字人也將擁有自己的物理實體，在現實場景中替代真人完成他們無法完成的任務，如高精度操作、危險作業等，也能在現實生活中提供指引和陪伴。

毋庸置疑，智能技術存在風險和不可控性，“數智人”也可能給人類生活帶來隱患。近期，華東師范大學提出“數智人大學”的概念，即在“數智人”進入人類社會、參與人類工作和互動前，需要在“數智人大學”對“數智人”的算法、數據與應用等進行監督與規范，使其符合人類社會互動的要求，在最大程度上消除風險。如果技術得當、治理良好，未來某一天，虛擬“數智人”和智能機器人將有望與人類共同創造并享受美好生活。

（作者單位：復旦大學國家智能評價與治理實驗基地、元宇宙與虛實交互聯合研究院）