数字人 都用到了哪些技术?

2024-04-17 15:53

数字人,这一曾被视为科幻领域独有的概念,如今正逐渐走入我们的日常生活。最近京东的刘强东数字人

随着科技的飞速发展,尤其是人工智能、虚拟现实、增强现实等技术的突破,数字人已经从单纯的想象变为触手可及的现实。

它们不仅为我们带来了前所未有的娱乐体验,还在教育、医疗、社交等多个领域展现出了广阔的应用前景。

你知道数字人都应用到了哪些技术吗?



01计算机图形技术

用于创建数字人的三维模型,以及实现各种逼真的动画效果。


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计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。

简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。

计算机图形学核心目标(视觉交流)可以分解为三个基本任务:表示、交互、绘制。

即如何在计算机中“交互”地“表示”、“绘制”出丰富多彩的主、客观世界。


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这里的“表示”是如何将主、客观世界放到计算机中去——二维、三维对象的表示与建模。

而“绘制”是指如何将计算机中的对象用一种直观形象的图形图像方式表现出来——二维、三维对象的绘制:“交互”是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现“表示”与“绘制”的技术。

其中,“表示”是计算机图形学的“数据层”,是物体或对象在计算机中的各种几何表示;“绘制”是计算机图形学的“视图层”,指将图形学的数据显示、展现出来。

“表示”是建模、输入,“绘制”是显示、输出。

“交互”是计算机图形学的“控制层”,它负责完成有效的对象输入与输出任务,解决与用户的交互问题。


02动作捕捉技术

通过捕捉真实人类的动作,将其转化为数字信号,然后应用到数字人模型上,使其具有逼真的动作表现。


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动作捕捉是运动物体的关键部位设置跟踪器。意同:运动捕捉英文Motion capture,简称Mocap。

技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。

在运动物体的关键部位设置跟踪器,由Motion capture系统捕捉跟踪器位置,再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。

当数据被计算机识别后,可以应用在动画制作,步态分析,生物力学,人机工程等领域。


03图像渲染技术

用于对数字人模型进行渲染,使其具有逼真的外观和纹理。


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图像渲染是将三维的光能传递处理转换为一个二维图像的过程。

场景和实体用三维形式表示,更接近于现实世界,便于操纵和变换,而图形的显示设备大多是二维的光栅化显示器和点阵化打印机。

从三维实体场景的表示N--维光栅和点阵化的表示就是图像渲染——即光栅化。

光栅显示器可以看作是一个象素矩阵,在光栅显示器上显示的任何一个图形,实际上都是一些具有一种或多种颜色和灰度象素的集合。


04人工智能技术

包括机器学习和深度学习等,用于实现数字人的智能化,如语音识别、自然语言处理、情感识别等。

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人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。 是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量, 是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能是智能学科重要的组成部分,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。

人工智能是十分广泛的科学,包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理、专家系统、机器学习,计算机视觉等。

人工智能大模型带来的治理挑战也不容忽视。 马斯克指出,在人工智能机器学习面具之下的本质仍然是统计。

营造良好创新生态,需做好前瞻研究,建立健全保障人工智能健康发展的法律法规、制度体系、伦理道德。

着眼未来,在重视防范风险的同时,也应同步建立容错、纠错机制,努力实现规范与发展的动态平衡。



05虚拟现实技术

可以创建一个虚拟的环境,使数字人能够在这个环境中进行交互和表现。


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虚拟现实技术(英文名称:Virtual Reality,缩写为VR),1990年11月27日,钱学森将虚拟现实翻译为“灵境”,又称灵境技术或虚拟实境,是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。

虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术,其基本实现方式是以计算机技术为主,利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果。

借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界,从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

随着社会生产力和科学技术的不断发展,各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步,并逐步成为一个新的科学技术领域。



06区块链技术

可以确保数字人的唯一性和所有权,以及保护其免受未经授权的复制和篡改。


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区块链(英文名:blockchain或block chain)是一种块链式存储、不可篡改、安全可信的去中心化分布式账本。

它结合了分布式存储、点对点传输、共识机制、密码学等技术,通过不断增长的数据块链(Blocks)记录交易和信息,确保数据的安全和透明性。

区块链起源于比特币(Bitcoin),最初由中本聪(Satoshi Nakamoto)在2008年提出,作为比特币的底层技术。

从诞生初期的比特币网络开始,区块链逐渐演化为一项全球性技术,吸引了全球的关注和投资。

随后,以太坊(Ethereum)等新一代区块链平台的出现进一步扩展了应用领域。

区块链的特点包括去中心化、不可篡改、透明、安全和可编程性。

每个数据块都链接到前一个块,形成连续的链,保障了交易历史的完整性。智能合约技术使区块链可编程,支持更广泛的应用


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此外,数字人技术还涉及到计算机视觉、人机交互、多媒体处理等多个领域的技术。

随着技术的不断发展和完善,我们有理由相信数字人将会变得越来越逼真、智能和实用。

它们不仅将为我们带来更加丰富的娱乐体验和生活便利性,还将在各个领域展现出更广阔的应用前景。

然而,与此同时我们也应该关注到数字人技术可能带来的伦理和社会问题并进行深入的探讨和研究。