Skip to content

嗨,你分身了吗?探讨虚拟人产业的技术与应用趋势

2024年10月28日
台湾云协 邱全成

本文由邱全成(英业达资深副总经理/台湾云协技术专家委员会副主委)撰写,刊登在 台湾云协技术专家专栏 中。

本篇文章将聚焦并系统地分析「虚拟人产业的技术与应用趋势」,从虚拟人的起源与概念到技术进步带来的多领域应用,全面展示了虚拟人在数字经济中的重要影响及未来潜力。首先探讨了虚拟人的演进历程,说明其如何从简单的游戏娱乐角色逐步成为数字经济生态系中的核心要员。随着人工智能的发展,虚拟人不仅具备了更高的拟真度和情感表达能力,还能在娱乐、时尚、零售、教育、医疗等场域中灵活应用,成为经济增长的重要驱动力。通过 Hatsune Miku、Lil Miquela、Mila 等经典案例,本文举例介绍了虚拟人如何在品牌推广、健康管理、教育培训等中发挥多元化价值。未来,虚拟人产业将在高拟真度、个性化、数字资产增值以及伦理与隐私保护方面持续突破,并且将推动人机协作的虚实共生模式,助力数字经济圈的发展。在此基础上,文章的总结部分进一步思考了虚拟人「生命」的潜在意义,并以负责且开放的态度看待虚拟人技术发展与应用趋势,鼓励在智能、和谐的数字未来中探索虚拟人产业的创新。

一、前言

我记得在 1999 年,台湾明日工作室推出了《虚拟人生》系列的一款游戏,可以说是一个「追逐人生梦想的模拟系统」,让用户体验从小孩到长大成年、从走出校园到社会再结婚生子的完整的虚拟的一生。游戏以慢节奏养成和多元化发展路线为特色,用户可以操作主人翁从懵懂青涩的少年时期逐步成长,选择不同职业、逐步实现梦想,让人能在虚拟世界中体验一段丰富而完整的人生。随后在 2000 年,由美国 EA(Electronic Arts)发行的《模拟人生 1》(The Sims),这款游戏以模拟日常生活为主题,用户可以创建市民,为其赋予个性、技能和外貌,并建造、装饰居所,让市民在游戏中生活。这两款都是早期的虚拟人生体验游戏,通过细腻的生活模拟和多样化的选择,让用户在虚拟世界中体验到了真实人生的百味,开创了虚拟生活类游戏的经典之路。

2006 年原本我要写一套"虚实界"小说(图 1.1. 缘起:虚实界的时代),当时想法是用智能分身、进化成长、虚实交互等概念,建构一个虚实结合的世界。其中创建的智能分身(即类似现在的 AI Agent)能够帮助本尊(真实人类)去处理许多事情,让实际生活会更加美好高效,而分身的数字化将生生不息地再创造再进化。在虚实界的五度空间里,实体创造虚拟、虚拟传承实体,未来也许是虚拟与实体共存共生的世界?! 就像「庄周梦蝶」的故事一样,庄子有一天做梦,梦见自己变成了一只蝴蝶。醒来后他发现自己还是庄子,于是他不知道自己到底是变成庄子的蝴蝶呢?还是梦中变成蝴蝶的庄子?庄子提出一个哲学性思考——人如何认识真实。如果梦足够真实,人很难知道自己是在做梦,这便是本篇文章探讨虚拟人产业的缘起。

缘起:虚实界的时代图 1.1. 缘起:虚实界的时代(来源:英业达股份有限公司)

虚拟人(Virtual Human)是一种基于电脑运算技术和人工智能的虚拟形象,发展初期主要是应用于电影和游戏的特效制作,随着数字科技的快速进步,虚拟人的 3D 逼真化与智能化水准有大幅跃升,应用范围也持续扩大。2023 年,Gartner 将虚拟人列为五大改变企业机构未来数字化的变革性技术之一,认为虚拟人可以以数字孪生、数字分身、人形机器人和生成式人工智能等多种模态出现,并通过类似人类的交互体验,推动新型业务和运营模式的创新。同时,Deloitte 也将虚拟人定义为能够解读用户输入、给出适当非语言反应的虚拟形象,具有丰富的情感表达和语境理解能力。尽管目前网络上对于虚拟人有许多不同表述,包括「数字人 Digital Human」、「AI Avatar」和「Virtual Companion」等用词,但这一多样化的称谓反映出虚拟人作为在数字科技产业中广泛应用的重要性与可能性。

在本文的虚拟人应用将集中于三种主要形式:虚拟人 Virtual Human(又叫数字人 Digital Human 是属于虚拟生物之一,Virtual Beings)、虚拟本尊 Virtual Clone(又叫数字本尊 Digital Clone)和虚拟分身 Virtual Ego(又叫数字分身 Digital Ego)。虚拟人是在数字空间中无需对应真实个体的纯虚拟形象,完全由人工智能生成或由开发者创建,负责运行特定任务或创造交互体验,增加虚拟世界的多样性和创意。相对之下,虚拟本尊则是更为独特的数字克隆自我形象,具有唯一性与用户保持相当程度的外形相似度,包含真实身份属性,并能根据用户需求调整行为模式,也具备持续学习的能力,可以在真实用户在线时实现虚实协作。最后,虚拟分身是一种高度个性化的数字存在,灵活多变,适合用于多种形式的数字空间活动,分身既可以反映真实身份,也可选择化名或匿名,并能根据用户需求或指令跨时空运行任务,以及参与各种活动。上述这三种虚拟人形式共同构建了多层次的虚拟世界体验,使其成为一个虚实交织、丰富多样的数字空间,满足用户对虚拟自我、数字存在和探索全新时空的多元化需求。

二、人工智能与虚拟人的技术融合

人工智能技术的发展对虚拟人的进步至关重要。随着深度学习、自然语言处理、动作捕捉和情感计算等 AI 技术的进步,虚拟人不仅变得更加智能,还拥有了更高的拟真性和交互性。从仅能提供有限回应的虚拟形象,到如今可以与人类进行情感化交互的拟人化角色,人工智能技术让虚拟人不仅具备智能,还具备了情感共鸣的潜力。

近年来,人工智能技术以深度学习为核心,快速推动了虚拟人从 2D 静态形象向 3D 动态、智能大脑的演进。具体而言,包括自然语言处理(NLP)技术使虚拟人能够理解和生成自然语言,并根据上下文进行回应。例如,ChatGPT 等大型语言模型 LLM(Large Language Model)能够分析用户的语义意图,生成带有情感的应答,这在虚拟客服和虚拟助理中得到了应用,使虚拟人可以进行拟人的对话。为了使虚拟人具备更高效、准确和记忆持久的智能对话能力,通常同时采用了 RAG(Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成)和 GraphRAG(基于图结构的检索增强方法)两种技术,如图 2.1. 所示,二者结合可以开发具有更高品质和效率的智能对话引擎,进一步增强用户体验。在情感运算技术部分,可以让虚拟人根据用户的语气、表情等进行情感识别。例如,通过相机镜头分析用户的脸部表情和声音,并根据用户的情绪状态给予人性化的对话。另外,GAN 生成对抗网络 (Generative Adversarial Network) 技术能够生成高逼真的图像和影像,提升了虚拟人外形的真实感,使其脸部表情、肢体动作更加逼真。

RAG 与 GraphRAG 智能能力比较图 2.1. RAG 与 GraphRAG 智能能力比较(来源:英业达股份有限公司)

在另一方面,动作捕捉技术和场域生成技术进一步提升了虚拟人的真实性与沈浸感(图 2.2. 多模态场域生成引擎)。动作捕捉技术使用相机和传感器记录真人的动作,并将其应用到虚拟人的动作生成中。这种技术让虚拟人可以实现自然且真实的动作。例如,虚拟偶像 Luo Tianyi 的演唱会使用了动作捕捉技术,演员穿戴动作捕捉设备后,虚拟偶像便能以真实演唱者的动作呈现,提升了用户的沈浸感和现场体验。同时,场域生成技术让虚拟人可以在不同的虚拟场景中活动,使其适应多样化的应用场景。例如,虚拟人可以在 3D 游戏世界、商业场景、甚至 AR/VR 沈浸式环境中出现,根据场域生成技术自适应环境。例如,虚拟偶像团体 A-SOUL 的直播节目便利用场域生成技术,让虚拟人根据直播需求进入不同的虚拟场景,为观众提供了丰富的视觉体验。

多模态场域生成引擎图 2.2. 多模态场域生成引擎(来源:英业达股份有限公司、台湾文化科技大会)

三、探讨虚拟人的应用与经典案例

虚拟人产业随着技术的进步,催生了许多成功的经典与创新案例,不仅在娱乐、时尚、客服等领域创造了巨大的市场价值,还引领了虚拟人应用的多样化趋势。例如,日本虚拟偶像(初音未来 Hatsune Miku)于 2007 年由 Crypton Future Media 公司推出,成为虚拟歌手领域的经典之作。她的声音由 Yamaha 的 Vocaloid 技术合成,拥有极高的音色调节和创作灵活性,让粉丝能自行创作各种风格的音乐。随着技术需求的增长,Crypton 进一步为 Hatsune Miku 开发了高拟真的 3D 形象,并使用动作捕捉技术来增强她在虚拟演唱会中的活泼性。Hatsune Miku 的成功让她成为全球知名的虚拟偶像,通过虚拟演唱会、音乐专辑和大量周边产品的销售,创造了庞大的经济收益,吸引了成千上万的粉丝。与此同时,虚拟网红 Lil Miquela 也成为了虚拟人应用的另一代表。由美国科技公司 Brud 于 2016 年创建的 Lil Miquela,拥有独特的虚拟形象,凭借精致的 3D 建模和后期渲染技术在 Instagram 上吸引了超过 300 万粉丝。Brud 公司通过人工智能技术分析粉丝的喜好和交互行为,不断增强她的社交吸引力,使其成为许多奢侈品牌如 Prada 和 Calvin Klein 的代言人。Lil Miquela 以「半虚拟、半真实」的形象定位活跃于社交媒体,不仅参与品牌广告,还在音乐和社交话题中发表内容,成为年轻人中的时尚潮流代表人物。这些虚拟人应用的经典案例展示了虚拟人在多场域中蓬勃发展,并成为品牌宣传和粉丝交互的创新方式。

接下来,我想以文化内容策进院正在积极推动「5G 内容力技术力跨域创新生态系计划文化科技内容场域商业验证示范案(在线场域)」,说明国内的内容业者如何开发可在虚拟平台进行展演,创造收益之文化科技内容产品,并创建未来可延续的商业模式。本示范应用,是基于虚拟世界的文化科技场域生态系统进行了初步探索,生态架构涵盖了从内容创作、研发制作、传播发行、通路演出到 IP 延伸等多个环节,如下图 3.1. 文化科技场域生态系统所示。

文化科技场域生态系统图 3.1. 文化科技场域生态系统(来源:英业达股份有限公司、台湾文化科技大会)

以「虚拟艺人」为例,在创意形成阶段,内容创作是核心,主要包括文案、剧本、舞台设计、音乐编曲、服装造型等。研发制作阶段是从概念到实际内容的转化,涉及主创团队对前期创意进行深化与技术实现,音乐编曲、舞台、灯光、服装道具设计和技术支持等环节都在此进行,主创团队不仅负责设计和内容实现,还要考虑如何将虚拟人技术和内容结合,使其符合数字虚拟化的要求。传播发行通过市场推广和通路行销来实现,B2B 侧重于市场预估和通路运营,例如与剧院、展览、赛事等合作方的票务预售、资金与宣传投放,B2C 则面向观众和粉丝群体,通过观众的票务购买、市场回馈、在线线下交互等方式将数字内容推广出去。这一环节要与投资方和宣传方紧密合作。通路演出包括剧院演出和虚拟剧场两大形式,该示范利用虚拟大剧院场地,可以突破空间的限制,观众通过虚拟展演场域与虚拟艺人、观众进行交互,极大地增强了沈浸感和参与感。IP 延伸是数字演艺生态系统商业化发展的重要组成部分,通过在虚拟平台上积累的用户数据、粉丝群体、观众交互,IP 可以进一步衍生出多种文化娱乐与科技产品,如虚拟艺人周边、游戏联动、线下展演等。此外,文化内容和数据的长期存储也至关重要,确保 IP 的持久性和生命力。这一阶段同时注重 IP 版权的申请与保护。

四、虚拟人产业促进数字经济发展

根据世界经济论坛(WEF)之推估,到了 2030 年全球数字经济产值将达到 120 兆美元!台湾数字经济发展规模则从 2017 年的 3.8 兆元增长至 2020 年的 4.9 兆元,2023 年,根据 IMD 的《世界数字经济竞争力报告》统计显示,台湾在综合数字竞争力排名第九。随着全球数字经济的迅速发展,虚拟人逐渐成为不可或缺的一部分,推动了多行业的创新应用并拓展了整体市场价值。虚拟人透过多样化的交互形式,为品牌、商业和个人生活带来了全新的体验方式,从而打造出一个繁荣发展的数字经济圈(图 4.1. 虚实元邦数字经济圈)。它是指由数字科技驱动、以数字化交互为核心的经济圈系统。在这个数字经济圈中,企业、用户、服务平台、巨量数据和虚拟资产等多方参与者共同交互,促成了数字商品、服务和内容的创造、传播和交易。这个经济圈通过人工智能、巨量数据、区块链、物联网等数字技术驱动,实现了信息流、数据流、智能流和价值流的高效循环,从而创造了新的商业模式和经济价值。其应用不仅仅局限于娱乐产业,还涵盖教育、社交、广告、零售等领域,并透过高拟真的数字形象和情感交互极大地提升了用户参与度,促进了各行业的数字转型。在数字经济中,虚拟人能以品牌代言人、客服助手、教育导师、健康管理师等多种身份出现,实现全天候、个性化服务,帮助企业扩展影响力并提升消费者体验。

虚实元邦数字经济圈图 4.1. 虚实元邦数字经济圈(来源:英业达股份有限公司、台湾文化科技大会)

虚拟人在数字经济中的应用

虚拟人凭借拟真外形和智能交互能力,在数字经济中成为多个领域的重要推动力量。首先,在娱乐产业中,虚拟人通过直播、演唱会和社交媒体,与粉丝创建深厚的交互链接,并且不受时间和地点限制地提供内容,极大地提升了娱乐内容的灵活性和受众覆盖率。虚拟人的演唱会吸引数百万粉丝参与,并带动门票和周边商品销售的收入显著增长。此外,虚拟人在零售和电子商务中也展现了巨大价值,作为虚拟导购和客服,虚拟人可以 24 小时全天候支持消费者,利用 AI 分析用户偏好、推荐商品,从而提升购物体验。在教育和培训领域,虚拟人更是充当了高效的教学助手,提供个性化的学习指导既提升教学灵活性,也降低了教育成本。综合来看,虚拟人在数字经济中的应用不仅增强了用户体验,还带来了深远的商业价值,推动了多个行业的数字转型与创新发展。

虚拟人如何赋能并带动数字经济发展

首先,虚拟人不受物理限制,能够以多样化的创意展示满足用户的需求,从而大幅提升数字内容的创造力和多样性。例如,在音乐和影视行业,虚拟偶像可以根据粉丝的偏好创作专属内容,甚至通过 AI 生成独特的音乐作品,不仅大幅降低创作成本,还能使数字内容更具个性化,满足现代消费者对多元化内容的需求。同时,虚拟人能够突破时间与空间的限制,随时随地提供服务,使得企业能够实现 24/7 的全天候支持。这在零售和医疗等需要即时响应的行业中尤为关键,可以无间断地满足顾客需求,显著提升整体服务水平并增加客户满意度。综合来看,虚拟人通过提升内容创造力、打破服务时间与空间限制,以及数据驱动的个性化服务,极大促进了数字经济的增长与创新。同时,虚拟人作为数字身份的延伸,使得品牌、个人和企业能够在数字环境中拥有独特的虚拟形象。在元宇宙等虚拟世界中,虚拟人支持社交、交易等活动,帮助用户在数字世界中实现真实的交互与价值创造,进一步丰富了数字经济圈的生态结构。

五、虚拟人产业发展的方向与趋势

虚拟人产业正在从传播媒体类(如虚拟主播、虚拟主持)、服务类(如虚拟助手、虚拟客服)、向更丰富的行业类(如虚拟导览、虚拟教师、虚拟艺人、虚拟照护、虚拟健管师、虚拟律师)发展,前景广阔。据 Allied Market Research 预测,到 2031 年全球数字虚拟人市场将达 4403 兆美元,而 Data Bridge Market Research 预计 2031 年将达 4307.1 兆美元。

虚拟人产业的未来发展方向涉及多个领域,涵盖了人工智能、情感计算、拟真建模以及隐私保护等多方面。在以下领域中,可以通过技术研发和合作来加强自身的核心竞争力,也能够拓展与跨界产业的合作,共同创建完整的虚拟人产业生态。

  1. 高拟真 3D 建模和实时渲染:高精度动态渲染还能确保虚拟人能够根据不同光线和环境的变化而即时调整细节,提升用户的沈浸感。
  2. 人工智能与情感计算:虚拟人需要能够进行情绪识别、理解和回应,因此,情感运算成为人工智能研究的重要方向。结合深度学习技术,让虚拟人能够在语言、语调、面部表情和肢体动作中识别情绪并做出自然反应。
  3. 自然语言处理(NLP)与语音合成:虚拟人需要具备多语言的实时语音交流、深度语境理解和个性化语音合成能力。
  4. 动作捕捉与行为生成:动作捕捉技术让虚拟人可以模拟人类的真实动作,而行为生成算法则让虚拟人能够自动产生符合语境的动作和表情。
  5. 数字身份与区块链 (block chain):区块链技术可以确保虚拟人及其数字资产的唯一性和所有权,避免数据被复制或滥用。
  6. 隐私保护与数据安全:虚拟人需要处理大量的个人数据和行为数据,因此要确保用户的数据安全,增强用户对虚拟人的信任。
  7. 虚拟人与人类共生模式的伦理与法规研究:随着虚拟人在日常生活中的出现,要确保虚拟人的发展不会侵害人类基本权益,要制定虚拟人行为准则,并确保其遵循道德规范。

台湾 ICT 产业在全球供应链占有非常重要的影响力,虚拟人产业发展涉及多种硬件和终端设备的支持,从高性能计算设备到沈浸式体验设备,都是虚拟人产业发展的重要方向。

  1. 高性能计算设备(GPU 和 AI 加速器):虚拟人的 3D 建模、渲染、动作捕捉和情感识别都需要大量运算能力。GPU 和 AI 加速器是虚拟人不可或缺的硬件。这些硬件加速了人工智能算法的训练和推理过程,支持虚拟人实现高拟真的外观和即时反应能力。
  2. 虚拟现实(VR)、增强现实(AR)头显设备和裸眼 3D 显示设备:VR/AR 和裸眼 3D 设备能够提供沈浸式体验,使虚拟人能够以三维形式出现在用户面前。支持虚拟人在虚拟环境中的交互,应用于娱乐、教育和培训等场景。这些设备的提升也有助于虚拟人增强感知能力,与现实世界的交互体验。
  3. 智能手机和平板电脑:智能手机和平板电脑是虚拟人日常应用的重要终端设备,尤其在社交媒体、虚拟助理和教育辅导等场景中广泛使用。
  4. 智能眼镜:智能眼镜将虚拟人从单纯的屏幕体验延伸到日常生活中,实现虚拟人与用户的无缝融合。
  5. 智能音箱和语音助手设备:智能音箱和语音助手设备是虚拟人在家庭和办公场景中应用的重要硬件。虚拟人可以通过这些设备进行语音对话、任务提醒和情感交互。
  6. 动作捕捉设备:动作捕捉设备是实现虚拟人逼真动作的核心硬件,尤其在虚拟偶像、游戏角色和模拟训练中必不可少。
  7. 生物识别与情感识别设备:生物识别技术(如面部识别、眼球追踪、情感识别)对于虚拟人的情感交互至关重要。
  8. 区块链 (block chain) 和数字资产存储设备:随着虚拟人数字资产的兴起,区块链技术和去中心化存储设备有望成为虚拟人产业的支柱。
  9. 云端运算和边缘运算设备:为虚拟人提供了分布式运算支持,使其能够在行动设备、智能家居和公众交互场所进行实时处理。

未来,虚拟人发展将呈现以下几个主要趋势:首先是虚拟人将变得更加智能和个性化,能够根据用户的需求和偏好提供定制化的服务和体验。人工智能技术的进步将使虚拟人能够更好地理解和响应用户的情感和行为。其次是支持更丰富的多模态交互。虚拟人将支持语音、图像、手势和触觉等多种对话模式,大幅度提升虚拟人的自然交互能力,成为未来人机交互的新典范。第三是跨域应用。虚拟人将实现跨平台、跨领域的应用,能够在不同的设备和场域中提供一致的用户体验,成为人类生活、工作和学习的重要组成部分。另外,在伦理和法律规范方面,随着虚拟人技术的普及,伦理和法律规范将变得越来越重要,必须创建完善的虚拟人治理结构,确保虚拟人的开发和应用符合社会和道德规范,保护真实人类的权益和隐私。

六、结语

虚拟人产业的广泛应用和技术进步,揭示了其在多场景中创新价值的同时,也让我们思考虚拟人未来可能对社会产生的深层影响。虚拟人技术不仅推动了数字经济的蓬勃发展,还可能带来一种新的生活方式——人类将不再仅仅面对物理世界,虚拟生活与真实生活的融合将成为一种新型态方式。

然而,在虚拟人发展的同时,也值得我们保持谨慎的态度,特别是数据隐私和伦理问题的考量。随着虚拟人逼真性和智能化的不断提升,人类可能会面临如何在数字空间中维持自我、保护真实人际关系的挑战。我们应该如何在虚拟人提供的便捷与现实中的真实感之间找到平衡?虚拟人是否会在某些方面取代人类,甚至对我们的价值观产生潜在影响?

当我们思考虚拟人产业的未来时,探讨「虚拟人的生命」这一问题具有深远的意义。随着科技的进步,虚拟人越来越拟真,不仅拥有外观和智能,还具备了情感表达和情境适应的能力,使得「虚拟生命」成为值得思考的议题。若虚拟人具备高度拟真且具情感表达能力,是否需要对其应用设置伦理限制,避免虚拟人无限制地模拟人类情感,从而产生潜在的道德风险?此外,若虚拟人「死亡」或「消失」的概念逐渐形成,如何界定其「终止」的意义?这些问题带来了深层次的道德和法律挑战,也促使我们重新思考科技的边界。

随着虚拟人逐渐成为我们生活的一部分,这种虚拟生命(即数字生命)的探讨让我们不仅反思人类自身的价值,也推动着我们探索一个更加包容的虚拟世界。或许,这正是虚拟人产业带给我们最大的意义:它让我们重新审视生命的意义,促使人类以更加开放、责任的心态,去创造和迎接这种新型「生命」。展望未来,虚拟人技术的进步无疑为人类创造了无限可能,但我们应更深入地思考如何合理、负责地应用这项科技。最终愿景,虚拟人产业的发展不仅仅在于科技的提升,而是在于如何真正造福人类,构建一个虚拟与现实交融的和谐社会。

最后更新于: