摘要：随着全球科技的高速发展，人类正在从现实世界迈向虚拟与现实深度融合的数字时代。作为这一变革的关键技术之一，数字人已成为元宇宙、人工智能（AI）和数字经济的核心要素。数字人不仅重塑了娱乐、教育、商业等领域，还为数字社会的未来构建提供了无限可能。

随着全球科技的高速发展，人类正在从现实世界迈向虚拟与现实深度融合的数字时代。作为这一变革的关键技术之一，数字人已成为元宇宙、人工智能（AI）和数字经济的核心要素。数字人不仅重塑了娱乐、教育、商业等领域，还为数字社会的未来构建提供了无限可能。

本文将从数字人的发展历史、技术现状、应用场景和未来趋势等方面，深入探讨数字人如何塑造我们的未来，并展现数字经济时代新质生产力的无限潜力。

一、数字人的发展历史数字人的概念最早可以追溯到20世纪后期。随着计算机图形学和虚拟技术的逐步成熟，研究人员开始尝试在数字空间中复刻人的形象。这一阶段的主要里程碑，包括20世纪70年代，计算机生成图像（CGI）技术萌芽，并首次应用于电影制作，如《西部世界》（1973年）。20世纪80年代，《创：战纪》（1982年）中的虚拟人物展示了计算机技术的可能性。

2000-2010年是数字人的早期探索阶段。这一阶段的数字人主要依靠图形学和动画技术，通过2D或3D建模手动生成虚拟人物，缺乏智能化和交互能力。虚拟人物大多出现在影视、游戏、广告等领域，但对真人外貌的还原度较低，显得较为“机械”或“卡通化”。如《最终幻想：灵魂深处》（2001年）首次尝试高度逼真的虚拟人物，推动3D数字人向写实化发展。通过捕捉演员的肢体和面部动作来生成虚拟角色的动态，比如《阿凡达》（2009年）。2007年，日本推出的虚拟歌姬“初音未来”，成为基于非真人虚拟数字人的代表。

2010-2020年，是数字人智能化与拟真化的突破阶段。数字人由静态、非交互的形象，逐步向动态化、智能化、交互式形象发展。模型的精度、面部细节、表情捕捉和语音合成技术的提升，使数字人越来越接近真人，应用场景逐渐扩展。AI赋能数字人，深度学习和自然语言处理（NLP）技术的发展，使数字人能够听懂并回答人类语言，从而实现智能化交互。语音合成技术如Google DeepMind的WaveNet和微软小冰，为数字人提供了更自然的语音。动作捕捉技术更加成熟，面部捕捉（Facial Capture）结合AI驱动表情生成，使数字人的动态表现更加自然。游戏引擎（如Unity、Unreal Engine）的普及，使数字人的制作门槛降低，且可以实时渲染高质量图像。数字人进入沉浸式环境，增强了用户的互动体验。虚拟形象主播在直播、娱乐、短视频平台上开始崭露头角，如2016年日本的“绊爱”（Kizuna AI）。企业助理与客服，如微软小冰和苹果Siri等语音助手被赋予虚拟形象，成为早期的智能数字人。电影与游戏，2019年《狮子王》全片CG化，推动写实数字人和场景渲染的极限。AI虚拟偶像，如中国虚拟偶像“洛天依”，融合了AI语音和3D建模技术。

2020年-至今，真人3D数字人和元宇宙的兴起。数字人技术迎来爆发式增长，出现了高度拟真的真人3D数字人（Realistic 3D Avatar）。数字人与元宇宙的概念深度绑定，成为用户进入元宇宙的重要“通行证”。运用单反相机阵列或3D云阵相机等设备扫描拍摄，可生成高度拟真的3D数字人形象，加上表情捕捉、动作捕捉、多模态AI语言等技术的支持和渲染，制作生成拥有强大智能交互能力更加“真实”的真人3D数字人。真人数字人作为元宇宙中的“虚拟数字分身”，逐渐成为元宇宙会议、文旅、社交、购物、教育、广告、直播等场景的核心。。美国Meta公司创始人Mark Zuckerberg和知名播客记者Lex Fridman，于2023年9月，通过他们自己的真人3D数字人和VR头显设备，实现在元宇宙中的采访。2023年杭州亚运会，优链3D云阵相机为中外运动员拍摄3D数字人，让数字人参与运动比赛和浏览杭州美景，成为数字人技术首次出现在国际赛事中。

二、数字人的技术现状数字人（Digital Human）是指通过计算机图形学、人工智能（AI）、三维建模（3D Modeling）等技术生成的、在数字环境中呈现具有外观、行为和交互能力的虚拟人物形象。数字人不仅可以模拟人类的外貌特征，还能够通过自然语言处理、情感识别和动作捕捉等技术，实现语言交流、行为模拟和智能交互。它们既可以基于真人进行建模和还原，也可以完全虚拟设计而成。

根据生成技术和特性，数字人主要分为以下三种类型：

由此可见，要能够真正满足元宇宙应用的，需要是真人3D数字人（或数字分身）。制作一个和真人一模一样、能说会道的真人3D数字人，需要结合3D建模、AI技术、语音合成、动作捕捉以及渲染与驱动系统等技术环节。这是一项复杂的多学科技术工程，具体流程和技术要点如下：

·3D建模（外貌捕捉）：使用高精度的3D扫描仪或摄像头阵列（如优链3D云阵相机）进行全方位扫描，捕捉真人的面部和身体细节，获取高分辨率的深度数据和纹理。对采集的数据进行优化和后期处理，生成高精度的3D模型。通过摄影测量技术拍摄多角度高清照片，将照片纹理贴合到3D模型上，以提高模型的真实感。

·动作捕捉：将3D模型与数字骨骼进行绑定，为后续动作捕捉和动画生成奠定基础。使用面部捕捉设备（如光学面部捕捉系统）记录真人的微表情动作，包括笑、皱眉、张嘴等。借助动作捕捉服或传感器（如Mocap技术），记录真人的全身动作，为数字人生成自然的动态表现。

·语音采集：收集真人的语音数据，包括语速、语调和口音，以便语音合成系统生成个性化的声音。记录不同情绪（如高兴、悲伤、愤怒等）下的语音样本，用于构建情感语音模型。

模型生成与优化。目标是根据采集的数据生成高度拟真的真人3D数字人模型。

·生成数字人：使用3D建模软件（如Maya、Blender、ZBrush等）对扫描数据进行细化，生成面部与身体的高精度模型。为确保实时渲染性能，将高精度模型优化为低多边形模型，同时保留视觉效果。应用自动蒙皮技术，让模型与骨骼动态绑定，便于后续动画生成。

·动作与表情动画：将捕捉的肢体动作数据绑定到3D模型，通过算法实现动作的精准复现。使用表情驱动系统（如BlendShape或基于AI的表情生成），为数字人创建自然流畅的动态表情。使用语音合成技术（如Google WaveNet、微软Azure TTS），生成与真人声音一致的语音输出。利用语音驱动算法，让3D模型的唇部动作与语音内容实时同步，确保口型与声音匹配。

智能驱动（让数字人能说会道）。 目标是通过AI赋予数字人智能对话能力和交互能力。

·自然语言处理（NLP）：使用先进的NLP模型（如OpenAI GPT、Google Bard）赋予数字人理解和生成自然语言的能力。根据数字人的应用场景（如客服、讲解员、导览员），定制知识库和语言风格，使其与用户对话更自然。·

情感与情绪识别：通过语音和表情的动态匹配，生成符合情感语境的语音和表情。使用摄像头或语音分析识别用户情绪，并作出个性化响应。

·实时交互：集成语音识别（ASR）和语音生成技术，实现实时对话功能。根据用户语音或动作指令，实时生成数字人的动态动作。

渲染与展示。目标是通过高质量渲染和硬件支持，让数字人达到高度真实的视觉表现。

·渲染技术：使用游戏引擎（如Unreal Engine、Unity），实现高分辨率的动态渲染效果。应用光线追踪技术，为数字人添加真实的光影效果。·展示设备：使用头显设备（如Meta Quest、苹果Vision Pro）将数字人融入沉浸式环境中。在3D投影空间、大型屏幕等场景中展示数字人。

应用与测试。目标是验证数字人的功能和性能，确保其能够在目标场景中高效运行。

·在不同的应用场景（如元宇宙、直播、展会）中测试数字人的表现，包括语音交互、动态表现和用户体验。采用加密技术保护数字人的数据存储，确保用户数据和数字人资产的隐私安全。

制作成本与周期

·根据设备和技术的不同，以及不同应用场景，创建真人3D数字人的成本从数千元到几十万元不等，制作周期需要数小时到数周时间。

通过上述流程，我们可以看到，制作一个高度拟真、智能对话的真人3D数字人，是一项复杂费时、成本较高的工程，目前还没有达到普及应用阶段。未来发展方向，包括降低设备成本、优化算法、实现自动化流程、提升算力、更加智能化等，最终实现人人可以拥有自己的3D数字人。

图：美国Meta公司创始人Mark Zuckerberg，通过自己的真人3D数字人，实现在元宇宙中的采访（2023年9月）。

三、数字人的应用场景

数字人作为人工智能与虚拟现实技术融合的产物，已经广泛应用于多个领域。根据数字人类型（如虚拟数字人、真人2D数字人、真人3D数字人）和功能特性，其应用场景大致可以分为以下几类：

文旅行业。数字人已成为文旅行业数字化升级的重要工具。

导览数字人：在博物馆、旅游景区中，通过数字人担任虚拟导览员，为游客提供详细的语音解说、历史故事和交互体验，如故宫博物院的数字人“故宫小院”。

·复刻历史人物：借助真人3D数字人技术，将历史人物（如苏东坡、李白、吴昌硕）进行数字复现，展示动态的历史场景，增强沉浸感，应用于历史景区、沉浸式展厅。

·文旅宣传：在文旅宣传短视频中，数字人通过虚拟形象讲解特色风光，甚至与游客互动，增强景区吸引力。

·游客数字人视频：给游客拍摄3D数字人，制作生成与景区IP相关的有趣好玩短视频，用于纪念和分享。

教育与科研。数字人技术在教育领域提升了教学效果和科研效率。

·数字人教师：数字人可作为虚拟讲师参与课程教学，进行知识点讲解或答疑解惑，特别是在远程教学或多语言环境中更显优势。

·虚拟仿真实验室：在高校的工程、医学、科学等学科中，通过数字人模拟实验操作场景，实现安全、低成本的教学。应用：医学解剖学、工程制造流程、虚拟天体实验等。

·科研辅助：数字人可用于研究人类行为模式、情感识别、语言处理等，提供精准的数据支持。

企业服务与商业营销。数字人作为智能交互工具，在企业运营和客户服务中表现出色。

·智能客服：数字人替代传统客服，为用户提供24小时服务，能够处理常见问题并支持多语言沟通，应用包括银行、保险、零售等行业。

·数字人主播：企业通过虚拟数字人进行直播带货、产品推介和广告宣传，以更低的成本吸引消费者，如京东的数字人“京小妹”。

·品牌代言：企业通过打造虚拟IP形象（如耐克的虚拟代言人），强化品牌认知和用户粘性。

·数字员工：在办公环境中，数字人可承担部分行政、流程管理和文档生成工作。

娱乐与影视。数字人在娱乐领域实现了从创作到消费的多重赋能。

·游戏角色：在开放世界或大型多人在线游戏中，数字人被设计为可互动的虚拟角色，增强玩家的沉浸感。

·影视制作：数字人用于替代真人演员参与高风险动作场景、后期特效制作，降低拍摄成本。

·虚拟偶像与艺人：许多公司通过数字人打造虚拟偶像，用于举办线上演唱会、影视剧演出等，如日本的虚拟歌手“初音未来”、中国的虚拟艺人“洛天依”。

医疗与健康。数字人在医疗行业中发挥了重要作用，提升了诊疗效率和患者体验。

·数字人医生：数字人通过人工智能算法进行疾病问诊和诊断辅助，为基层医疗机构提供支持。

·健康陪护：数字人可陪伴老年人或病患，进行心理疏导、康复建议和药物提醒。

·医学教学：数字人用于手术模拟、医学教学中的解剖实验和病理分析，提高医学生的学习效率。

·心理治疗：利用情感识别技术，数字人可以与患者对话，协助心理咨询师开展治疗。

元宇宙应用。元宇宙作为数字经济的新赛道，数字人是其重要组成部分。

·虚拟身份：每个人可以通过创建自己的真人3D数字人，成为自己在元宇宙中的虚拟身份，用于社交、工作、购物和娱乐。

·虚拟会议与协作：数字人在虚拟会议中替代真人，进行远程交流和任务协作。

·沉浸式体验：数字人参与虚拟演出、虚拟竞技等元宇宙场景，为用户提供沉浸式体验。

·数字资产管理：数字人结合区块链技术，作为用户的“助手”，管理虚拟资产与虚拟交易。

政务与公共服务。数字人在政务服务中提高了服务效率和用户体验。

·智能政务服务：数字人作为虚拟助手，帮助市民办理政务手续，如身份证申领、医保查询等。

·公众宣传：在疫情防控、防诈骗宣传等领域，数字人可作为宣传员，进行形象生动的科普和信息传递。

·数字人导览与咨询：数字人在政府服务大厅提供引导与咨询服务。

尽管数字人技术发展迅速，应用场景也越来越多，但仍存在很大的局限性。第一，制作高质量的真人3D数字人需要昂贵的硬件设备（如多摄像头阵列）和大量计算资源，流程复杂，成本高。第二，当前AI技术仍难以完全模拟真人情感和微表情，部分交互场景可能显得机械化，交互自然性不足。第三，用户在创建和使用数字人时可能面临数据隐私泄露、肖像权保护等问题。

四、数字人的未来趋势数字人的未来发展趋势可以从技术、应用、市场以及社会影响四个维度展开分析。

技术发展趋势。数字人技术的演进是其发展的核心驱动力，未来趋势主要集中在智能化、精细化、低成本化和跨平台化几个方向。

·智能化发展：借助大语言模型（如GPT）、计算机视觉和情感识别技术，未来的数字人将具备更高的交互智能，能够与用户进行自然的语言对话、情感交流和个性化互动。未来的数字人将具备自学习能力，能够通过与用户的持续互动不断优化自身的表现，更好地适应不同场景。整合语音、表情、动作、环境感知等多模态交互技术，未来数字人将拥有接近真人的行为表现，甚至能通过AI理解环境背景，实现更沉浸式的互动。

·精细化与高逼真度：从现有的3D建模技术进一步发展，数字人的视觉效果将越来越逼真，细节如毛发、皮肤纹理、眼神和微表情都将高度还原。得益于GPU和云计算的发展，未来数字人能够在实时交互中生成高度逼真的视觉效果，支持多用户同时使用。利用全息投影技术，数字人将从屏幕中“走出来”，实现多维空间的存在感，突破平面显示的局限。

·低成本化与工具化：通过优化建模算法和硬件设备（如优链3D云阵相机），数字人的创建成本将大幅下降，普及化程度提高。未来将出现更简单的“傻瓜式”生成工具，让普通用户通过智能手机或一台简单的设备就能快速生成3D数字人。

·跨平台与互操作性：未来数字人将可无缝运行在不同平台上（如VR、AR、手机、PC），甚至实现跨平台同步和数据共享。支持跨元宇宙平台的数字人身份与资产管理，真正实现“一个数字人穿梭多个虚拟世界”的目标。

应用发展趋势。随着技术的成熟，数字人将全面渗透到更多行业，催生出新的商业模式和服务方式。

·元宇宙的基础设施：数字人是元宇宙场景的基石，未来将作为每个人的虚拟身份、协作助手和应用入口。数字人在元宇宙中将不仅仅是用户的“化身”，还可能成为虚拟教师、医生、讲解员、娱乐伴侣等多功能角色。

·产业融合与场景拓展：利用数字人还原历史人物、讲解文化遗产、策划沉浸式体验项目。未来数字人将更广泛应用于在线教育、虚拟实验室和学术研究，降低学习门槛并增强教学效果。虚拟医生、健康陪护、心理疏导等服务将更加智能化和人性化，减少人力成本。

虚拟店员、品牌代言人、数字客服等将成为主流，数字人直播也将更加普及。超写实数字演员、动态捕捉角色将成为电影、电视剧和游戏产业的重要推动力。

·个人数字人的普及：随着创建成本降低和技术工具普及化，每个人都可以拥有自己的数字人，用于社交、工作、娱乐甚至遗产传承。未来数字人不仅能复刻生前的形象和声音，还能承载个人记忆和情感，延续其数字化存在。

·虚实融合场景的爆发：数字人将被广泛应用于混合现实（MR）场景，实现虚拟与现实的无缝连接。例如，虚拟会展、远程协作办公、MR购物等将逐渐成为主流。

市场发展趋势。数字人市场规模将随着需求的增加和应用场景的扩展呈现爆发式增长。

·全球市场规模：根据Markets and Markets报告，全球数字人市场规模将在未来几年内持续攀升，预计到2028年将突破5000亿美元。美国、中国、欧洲等技术领先地区将是主要的增长引擎，其中中国的元宇宙及数字人产业政策推动将为市场提供巨大驱动力。

·行业渗透率提升：随着文旅、医疗、教育、政务、娱乐等行业对数字人需求的逐步增加，市场渗透率将显著提升。元宇宙相关产业链将形成以数字人技术为核心的上下游合作生态，包括硬件设备、建模工具、算法开发、内容运营等。

·数字经济的基础设施：数字人将成为数字经济的重要组成部分，逐渐从“工具角色”向“基础设施角色”过渡，成为元宇宙经济中的重要资产。

社会与伦理发展趋势·隐私与安全问题：随着数字人技术的发展，用户的面部数据、声音数据等隐私信息将成为敏感数据，如何在创造数字人的同时保护隐私将成为关键课题。采用区块链技术进行身份认证与数据管理，确保数字人数据的安全性与独立性。

·道德与伦理争议：高度仿真的数字人可能带来道德困境，如数字遗产的使用权、数字人的自主权等问题需要社会共同规范。滥用数字人技术可能导致虚假信息传播和伦理滥用，需要法律与政策提前介入。

·社会接受度与适应：伴随技术普及，数字人在社会中的角色将逐渐被接受，成为人类日常生活的重要组成部分。同时，教育和普及工作将成为社会加速适应数字人技术的必要手段。

五、数字人的未来已来

从初步探索到广泛应用，数字人已经成为数字社会的基石。未来，随着技术的持续进化，数字人将融入人类生活的方方面面，无论是作为元宇宙的入口，还是推动行业数字化升级的重要工具，数字人都将引领未来的科技浪潮，推动全新的虚实融合世界的到来，为我们带来更智能、更便捷的数字化体验。

在这个过程中，我们需要以创新为核心驱动力，推动数字人产业健康、有序发展，让数字人真正服务于社会福祉。

来源：新浪财经