数字化虚拟人
对数字人的理解和看法
对数字人的理解和看法
数字人，也被称为数字化虚拟人，是一种在计算机中创建的虚拟人物。
他们通常被用来模拟现实世界中的人物，以便在各种应用中使用，例如游戏、电影制作、虚拟现实、社交媒体等。
从我的角度来看，数字人是一种非常有趣且有用的技术。
他们可以被用来创造出极具真实感的虚拟现实体验，使人们能够更深入地了解和体验不同的人物和生活方式。
此外，数字人在电影制作和游戏开发中也起到了重要作用，它们可以被用来创建更具逼真效果的特效和角色。
然而，随着数字人的普及和应用，也引发了一些伦理和隐私问题。
例如，数字人可能会被用来传播虚假信息或误导公众舆论，也可能被用来侵犯他人的隐私。
因此，在使用数字人的同时，我们也需要注意这些问题，并采取适当的措施来解决这些问题。
总之，数字人是一种有趣且有用的技术，它为我们提供了更多的机会和可能性。
然而，我们也需要认真考虑和解决与之相关的伦理和隐私问题。
什么是数字人
什么是数字人数字人，也被称为虚拟人、也被称为AI数字人，数字化个体或数字化自我，是指通过数字技术创建的具有人类特征、行为或属性的虚拟实体。
以下是对数字人的详细简介：一、定义数字人是指利用自然语言处理、知识图谱解析、人物声音合成等先进人工智能技术，基于参照人物建模及动作捕捉模拟出的可视化虚拟形象。
它们可以是二维的，如动画角色，也可以是三维的，如通过3D建模和渲染技术创建的虚拟人类形象。
二、发展历程数字人的发展历程可以追溯到20世纪80年代末的美国国立图书馆（NLH）启动的可视人计划。
随后，美国橡树岭国家实验室牵头酝酿虚拟人创新计划，将人类基因组计划与可视人计划的研究结合起来。
进入21世纪后，随着数字技术的飞速发展，数字人的研究和应用得到了广泛关注。
中国在2001年和2003年两次香山科学会议后，启动了数字人领域的研究工作，并在数字人技术方面取得了显著进展。
随着技术的发展与完善，近几年数字人在各个领域都渐漏声影。
三、技术特点1. 逼真性：数字人可以设计得与真实人类非常相似，具有逼真的面部特征、身体形态和表情。
2. 交互性：数字人可配备有AI算法，能够模拟人类的思维和行为，进行自然语言处理，实现与人类的沟通互动。
3. 自主性：一些数字人可以具有一定程度的自主性，能够在没有外部输入的情况下执行任务或做出决策。
4. 定制化：数字人可以根据特定的需求或目的进行定制，如品牌形象代言人、虚拟助手、教育辅导员、展厅讲解、迎宾员等。
四、应用领域数字人在各个领域的应用日益广泛，一般经常使用在以下方面：1. 医疗健康：在医学培训和康复治疗领域，通过创建虚拟患者，医学学生可以提高诊断和治疗能力。
2. 娱乐产业：在电影、电视剧、音乐和游戏等娱乐产业中，数字人技术可以创造出与真人演员互动的虚拟角色，或作为游戏角色增加趣味性。
3. 教育领域：作为智能导师，数字人能为学生提供个性化的学习方案和反馈，提升学习效果。
4. 传媒领域：为影视和游戏提供数字化解决方案，推动传媒行业的创新和高质量的发展。
数字化虚拟人体研究ppt课件
➢日本在2001年启动了为期10年的“日本虚拟 人计划”
17
发展策略探讨
• 制定一套适合我国国情的数字化虚拟人体数据集获 取的标准
• 2003年2月和5月，完成并发布了虚拟中国人女性1 号（VCH F-1）和虚拟中国人男性Ⅰ号（VCHⅠ） 两套人体切片数据集的采集工作。
6
6.2 数字化虚拟人体数据集的采集
• 数据集采集的基本原理
– 选择符合要求的标本 – 对标本进行CT和MRI人体断层扫描，以获取标
本的CT和MRI图像数据集
15
发展前景及其策略探讨
• 数字化虚拟人的发展趋势是从“虚拟可视人”，向着 “虚拟物理人”和“虚拟生物人”阶段发展。
– 美国橡树岭国家实验室于1999年10月提出了关于实施虚拟人 体创新计划（The Virtual Human Project Initiative）的报告。
这个计划的主要宗旨是将人类基因组计划、人体机能建模和 VHP计划的研究结果结合起来，完成人体的物理建模，使虚 拟人在外界的刺激下能做出带有科学规律性的反应
4
数字化虚拟人体数据集研究的历程
• 最早由美国国家医学图书馆（NLM：National Library of Medicine）1989年正式提出，具体由科罗拉多 （Colorado）大学组织实施，这就是著名的VHP（Visible Human Project）项目。
• VHP项目的要求，构建这个系统的目标是首先采集人体 CT、MRI和人体切片的组织学图像数据集，然后利用计 算机图像处理技术重新构建出各种虚拟人体器官。
虚拟数字人发展的现状、关键与未来
虚拟数字人发展的现状、关键与未来一、本文概述随着科技的快速发展，特别是和计算机视觉技术的突破，虚拟数字人已经逐渐渗透到我们的日常生活和工作中，成为了一种新兴的数字媒介。
本文旨在全面探讨虚拟数字人发展的现状、关键技术与未来趋势，以期对这一领域的深入研究和广泛应用提供有益的参考。
我们将对虚拟数字人的定义、特点及其应用领域进行概述，明确其在现代社会中的价值和地位。
接着，我们将分析当前虚拟数字人发展的现状，包括技术成熟度、市场规模、应用案例等方面，以揭示其在实际应用中的潜力和挑战。
在此基础上，本文将重点探讨虚拟数字人发展的关键技术，如3D建模技术、动作捕捉技术、语音合成与识别技术、情感表达技术等，分析这些技术在虚拟数字人制作和交互过程中的作用与影响。
我们还将关注虚拟数字人发展中面临的伦理、隐私和安全等问题，以及如何解决这些问题以保障其健康发展。
本文将展望虚拟数字人的未来发展趋势，探讨其在不同领域的应用前景，如娱乐、教育、医疗、营销等，以及可能带来的社会变革和影响。
通过这一全面的分析，我们期望能够为读者提供一个清晰、深入的虚拟数字人发展蓝图，为其在未来的研究和应用中提供有益的启示和借鉴。
二、虚拟数字人的发展现状近年来，随着、计算机视觉、图形渲染等技术的飞速发展，虚拟数字人已经从科幻电影中的概念逐步走进了现实生活，并以其独特的魅力在各领域中获得了广泛应用。
技术进步推动发展：随着深度学习算法的成熟，虚拟数字人已经能够实现高度逼真的面部表情和肢体语言，甚至能进行复杂的语音交互。
同时，3D建模和渲染技术的进步，使得虚拟数字人的形象越来越生动，越来越接近真实人类。
行业应用广泛：虚拟数字人已经深入到了娱乐、教育、医疗、营销等多个行业。
在娱乐领域，虚拟偶像、虚拟主播等已经成为了一种新的文化现象；在教育领域，虚拟教师、虚拟助教等正在改变传统的教育模式；在医疗领域，虚拟护士、虚拟心理咨询师等正在为患者提供更加人性化的服务；在营销领域，虚拟代言人、虚拟客服等正在成为企业推广产品和服务的新手段。
数字虚拟人技术研究
数字虚拟人技术研究数字虚拟人技术是一种可以创建虚拟人物的技术，它是通过计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实、机器学习等技术来实现的。
数字虚拟人技术的应用十分广泛，例如游戏、电影、广告等行业，也可以在在线教育、医疗、人机交互等领域中发挥作用。
本文将从技术原理、应用领域以及发展趋势三个方面来探讨数字虚拟人技术，并分别进行详细阐述。
一、技术原理数字虚拟人技术主要涉及计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实、机器学习等多方面技术。
下面将分别进行阐述。
1.计算机图形学计算机图形学是数字虚拟人技术的基础，它主要关注如何利用计算机实现图形图像的生成、处理和显示等功能。
在数字虚拟人技术中，计算机图形学可以通过建模、纹理映射、光照、动画等技术来实现虚拟人物的创建和渲染。
2.计算机视觉计算机视觉是数字虚拟人技术的另一个重要组成部分，它主要关注如何从图像或者视频中提取信息并进行识别，例如人脸识别、姿态估计等。
在数字虚拟人技术中，计算机视觉可以通过重建三维人体模型、捕捉运动数据等方式来实现虚拟人物的建模。
3.虚拟现实虚拟现实技术可以通过创建虚拟环境来实现用户的身临其境体验。
在数字虚拟人技术中，虚拟现实技术可以通过虚拟人物的动作反馈、虚拟身体的交互等方式来让用户有更加真实的感受。
4.机器学习机器学习是数字虚拟人技术中的重要组成部分，它主要关注如何让计算机通过学习来自动识别模式和规律。
在数字虚拟人技术中，机器学习可以通过学习真实人的运动数据、面部表情等来实现虚拟人物的自主动作和表情动画。
二、应用领域数字虚拟人技术在各个领域都可以发挥作用，下面将分别进行阐述。
1.游戏数字虚拟人技术在游戏中的应用十分广泛，可以让游戏提供更加逼真的动作表现和人物形象。
例如在《魔兽世界》中，通过数字虚拟人技术来实现玩家控制的角色的动作反馈，加强了游戏的身临其境体验。
2.电影数字虚拟人技术在电影行业中也有着广泛的应用，可以让电影中的特效更加真实逼近。
例如在电影《阿凡达》中，通过数字虚拟人技术来实现了电影中的纯数字化人物形象，获得了非常好的效果。
数字化虚拟人概述
数字化虚拟人简介第一节数字化虚拟人概述一、基本概念数字化虚拟人体是将大量人体断面数据信息在计算机里整合重建成人体的三维立体结构图像，是医学与信息技术、计算机技术相结合的成果。
“数字化虚拟人”的发展可分为4个阶段，即“虚拟可视人”、“虚拟物理人”、“虚拟生理人”和“虚拟智能人”。
虚拟可视人阶段的任务是建立数字化几何人，将人体的形态结构通过计算机信息化手段建成系统、器官、组织等结构的数字化模型。
虚拟物理人阶段的任务是建立数字化物理人模型，在几何人的框架上，加入人体结构的物理参数，从而能够体现结构的物理性能。
虚拟生理人阶段的任务是在上述框架中，加入生理功能参数，反映人的新陈代谢、生长发育等。
虚拟智能人是最高级阶段，虚拟人能够在人工智能的支持下调节自身的物理性能和生理功能。
目前普遍开展的是虚拟可视人研究。
二、国外研发进展二十世纪八十年代末美国科学家启动了“虚拟可视人计划（Visible Human Plan，VHP）”，目标是实现人体从分子到细胞、组织、器官、系统和整体的精确模拟，被认为是二十世纪震撼全球的科研计划之一。
1989年，美国国立医学图书馆（NLM）计划建立一个医学图库，为生物医学文献提供图像检索。
在该计划中，美国科罗拉多大学的健康中心负责人体断面图像的获取工作，维克托·斯皮兹尔教授带领研究小组于1994年和1996年先后获得了一男一女两具尸体的相关数据，包括MRI、CT和切片图像等。
其中男性身高1.82米，女性身高1.54米，用CT和MRI作轴向扫描，扫描间距为男性1mm，1878个断面，女性0.33mm，5190个断面。
之后，将尸体填充蓝色乳胶并裹以明胶冰冻至摄氏-80℃后，再以同样的间距对尸体作切片并保留断面图像资料，由于CT和MRI受到断面精度和灰色成像的限制，后续“数字化虚拟人”发展的基础框架均以切片图像数据集为主。
这套由VHP在国际上发行并被广泛应用的VHP切片图像数据集，男性的电脑存储数据量为15GB，女性数据量为43GB，这些数据称VHP数据集，这是人类在信息技术基础上建立数字化解剖的首例尝试。
数字化虚拟人体在医学中的应用
数字化虚拟人体是 应用影像学方法将获取的 图像 、图形以Ｄ Ｉ Ｃ Ｏ Ｍ 的格式输入现 代化计算机 ，利用 软件处理 ，而得 到的人体解剖信 息。
在 计算机上可 以真实的显示 人体的三维结构 、再现人体的组 织、器官 及 相互之 间的比邻关系 ；可 以精 确的、定量 的研 究空间关系 ，进行 手 术设计 、模拟 手术和手术训 练 ；同时帮助 了临床教学的真实开展 ，促 进了显微 外科 ，美容整形外 科、介入诊断和治 疗的发展 。现将数 字化 虚拟人体在医学上应用做简要综述 】 。
１数字化人体研究的国内外概况
１ ９ ８ ９ 年 美 国 国立 医学 图 书馆 发 起 “ 可 视 人计 划 ” （ ＶＨ Ｐ ）由
Ｃ ｏ Ｌ ｏ ｒ ａ ｄ ｏ 大学承 担口 】 。于 １ ９ ９ １ 年８ 月开始 人体数 据采集 和三维结 构重
患者 的个 性化 服务 ，改善 患者对 药师 的偏 见 ，增强 患者用 药 的依 从 性 ，使其早 日 康复 。
一
Ｍａ ｒ ｃ ｈ ２ ０ １ ３ ， Ｖ ｏ １ ． １ １ ， Ｎｏ ． ７
２ ． ６改善诊疗环境 ，优化诊 疗流程 ２ ０ １ ２ 年９ 月 ，门诊 中药房 、西药房 、急诊 药房合 并 ，方便 患者在 个 药房任何时 间取到任何所需药 品 ， 避 免 了患者 来回奔波和夜晚取 不 到非急诊 药品。 ２ ． ７积极促进 药房 信息化 、现代化建设 随着我 院医院信息化 、现代化建设 的不断推进 ，电子 自动取药 机 和 电子处方逐步应用 ，将大大提高工作质量和 效率 。
志， ２ ０ ０ ９ ， １ ７ （ ４ ） ： ３ ５ ６ — ３ ５ ８ ．
２ ． ５加强对 收费处人员 、护理人员医药学相关知识培训 ，增强责任心。
数字虚拟人制作标准
数字虚拟人制作标准数字虚拟人，也被称为虚拟助手或虚拟代理，是一种模拟人类对话行为的人工智能应用。
数字虚拟人已经在多个领域得到应用，如在线客服、语音助手和虚拟主播等。
为了制作出高质量的数字虚拟人，以下是一些制作标准和参考内容。
1. 语义理解和自然语言处理：数字虚拟人必须能够理解用户的语义和意图，并且能够以自然语言进行响应。
语义理解涉及到语义解释和上下文理解，而自然语言处理则需要处理语言的各种规则和语法。
对于数字虚拟人的制作，可以借助现有的自然语言处理技术，如机器学习算法和深度学习模型。
2. 数据驱动的设计：制作数字虚拟人需要大量的语音和文本数据来训练和优化模型。
这些数据需要被标注和注释，以供机器学习算法使用。
标注的内容可以包括语义标签、情感标签和实体识别等。
同时，需要对数据进行清洗和处理，以消除噪音和错误。
3. 用户交互设计：数字虚拟人的用户交互设计至关重要。
虚拟人应该能够提供友好的界面和易于理解的语言用于与用户进行互动。
合适的用户交互设计可以提高用户体验，并增加用户投入。
4. 情感与个性表达：为了使虚拟人更加逼真和有吸引力，可以赋予其情感和个性。
这可以通过声音、语调、表情和肢体动作等多种方式来表达。
例如，虚拟人可以具备自己的声音特点、语速和语调，并能够根据情境进行适当的语言表达和肢体动作。
5. 上下文感知与记忆：虚拟人应该能够记住之前的对话内容和上下文信息，并能够在对话中引用和应用这些信息。
例如，当用户提出一个问题时，虚拟人可以根据之前的对话回答问题，并且能够主动追问或补充相关信息。
6. 指令执行和问题解决能力：虚拟人需要有执行指令和解决问题的能力。
虚拟人应该能够识别并解析指令，并根据指令给出相应的回应或执行相应的操作。
虚拟人还需要具备问题解决的能力，能够根据用户的问题给出正确的答案或解决方案。
7. 持续学习与优化：数字虚拟人应该具备持续学习和不断优化的能力。
虚拟人的技能和知识应该能够随着时间的推移而增长，并能够自动从用户的反馈中学习和进化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
虚拟人系统
逼真的虚拟人
由一个视频头盔和一个绿色的感应人组成。这个绿色的感应人能够对使 用者的动作做出反应，而使用者通过视频头盔所看到并不是这个奇怪的 绿家伙，而是一个仿真的虚拟人。发明人Michihiko Shoji希望这项技术 能够被广泛应用于虚拟现实类的游戏中。
生理人计划
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生理人
生理人计划是国 际生理学协会发 起的从生理和病 理上量化理解和 描述人体有机体 ，并以此改进人 类健康的项目。
虚拟人计划 这个目标远远不止于将解剖结构可视化， 而是要将物理学和生理学溶入平台以达到 对不同的刺激反应可以自动预知，且结果 以三维形式表示。这些刺激包括内外界生 物的、化学的、物理的、心理的改变。 因此相对于可视人计划侧重于解剖结构的 计算机可视化，虚拟人更强调人体功能的 模拟。 在深度上不仅仅关注宏观也强调微观的结 构和功能，包括了基因水平的研究。
数字人计划
1997年开始
生理模型计划
1996年开始
可视人计划
1990-2002年
基因组计划
研究背景 这些计划的侧重点有所不同，但都是用数 字方法对人体进行模拟，可以统称为人体 数字化虚拟。 1.从深度来说可以分为宏观、中观、微观三 个层次，包括全身、局部、器官、组织、 细胞、基因、分子等不同水平； 2.从性质来说可以分为形态和机能，机能又 可以分为运动机能、感觉机能、免疫机能、 疾病和创伤机能、药物作用机能、生理和 病理机能等。
数字化虚拟人研究进展
靳庆华 S200701006
1 2 3 4 5 6
研究背景 可视人计划 虚拟人计划
生理人计划
数字人计划 科学意义和应用前景
研究背景
1.人体是由100多万亿个细胞组 成的复杂系统。目前人类对自 身的认识和了解还很不够，对 疾病病因、疾病诊断和治疗方 法的研究受到相关限制。
2.传统医药学的研究和教学依 赖于大量动物和人体实验。
科学意义和应用前景
1.日常生活活动（ADL） 中的关节运动； 2.接触面积；
3.压力分布。
髋关节模型包括整个骨盆和大腿骨
科学意义和应用前景
数字化虚拟人的应用是很广泛的，以医学领域 为例： 1. 可以加速医学教育和医学研究的现代化，为教 学与临床提供形象而真实的模型； 2. 为疾病诊断、新药和新医疗手段的开发提供参 考，促进形成新一代医疗高新技术产业； 3. 对临床诊治方面，可以模拟肿瘤病灶生长或治 愈过程； 4. 还可以进行手术三维模拟、血流动力学模拟、 药代动力学模拟等。
右：通过医学图像和解剖数据，获取包括4条肌肉纤维的右侧肌肉semimembranosus 模型，每个包括腱长度、肌肉长度、羽状角和肌瓣包裹。
虚拟人计划
虚拟人
由美国橡树岭国 家实验室在1996 年提出的。1999 年，在马里兰建 立了虚拟人路标 工作室。
所谓虚拟人是一 个人类模拟工具 ，它可以提供一 个平台以研究人 类对于生物、化 学或物理刺激的 生物和物理反应 。
数字人可以作为一个 强大的研究工具供科 学家将生物系统的可 获信息集成。可以帮 助医生理解心脏在供 血发生问题的过程即 不同的治疗过程的效 果。
数字人
肝脏血管图 数字人的“头颅”
科学意义和应用前景
航天航空
建筑
国防
汽车 影视
数字化虚拟人
家具
服装 广告制作
科学意义和应用前景
科学意义和应用前景
1. 利用在投掷库中已测量的 位移数据去确定关节合力 和力矩。 2. 通过动力钢板对整个的投 掷周期中的肩部和肘部的 应力（黄色单箭头）和力 矩（蓝色双箭头）以及地 面的反作用力（黄箭头） 都标注了出来。 3. 测量和计算得到的地面反 作用力进行比较和验证。 人全骨架模型模拟棒球投手投掷 动作的综合视图
可视人计划 可视人计划是从形态角度精确地模拟人体 的科学研究。虚拟人、生理人及数字人计 划的研究都在相当程度上依赖于人体的解 剖数据集。 可视人计划开展较早，取得了较为完整的 数据，而相对而言其他的计划目前更多是 对人体局部的和部分功能的模拟。
可视人计划
美国
韩国
中国
在美国国立医学 图书馆的资助下 ,1994年11月,美 国Colorado 大 学健康科学中心 完成了世界第一 个可视人体计划
生理人计划重点 在于编辑和提供 一个中央数据库 。这个数据库将 许多实验室的试 验信息和计算模 型连接成一个一 致的结构。
生理人计划
加拿大研究人员展示的人体电脑模拟图 医生可用其来设计复杂的外科手术，或向患者展示他们体内的病患情况。
数字人计划
数字人
数字人计划是美国 科学家联合会提出 的一项长远计划， 是利用信息技术从 分子水平来表示人 体的过程，从DNA 和蛋白质到细胞、 组织、器官。
科学意义和应用前景
1. 数字化虚拟人体的科学意义，在于将人体结构数 字化与可视化，建立起能够为计算机处理的数学 模型，使计算机的定量分析计算和精确模拟成为 可能。 2. 随着信息获取和处理技术的进步、数据采集精度 的提高，将在越来越广泛和精确程度上模拟人体 的功能和行为，这将为多学科研究与应用提供基 础。 3. 有效利用人的信息，开发多层次需求，将成为许 多高新技术产业发展的关键因素。 4. 研究和开发有完全自主权的数据集，建立起有中 国民族特色的多层次数字化虚拟人体模型，将具 有重大的科学技术意义和社会经济价值。
韩国于2000年完成 了1例韩国男性可视 人数据采集工作。
自1999年，由中科院 、第一军医大学、首 都医科大学、华中科 技大学共同协作的课 题组经过3年的努力, 完成了第一例中国数 字化可视人的研究。
可视人计划
图 左：女性尸体 的全身CT 扫描， 建立骨骼的表面模 型；
中：解剖区域，展 现立体摄影测量参 考系统，利用彩色 探针标记肌肉纤维 的羽状角；
研究背景
1.医学与信息和计算技术的结合产生计算医学和 计算生物学的发展将改变上述情况。
2.医学临床实践中依赖经验判断的状况将被精确 的定量描述和直观的图像显示所取代。
3.利用信息技术实现人体从微观到宏观的结构和 机能的数字化、可视化，最终达到人体的整体精 确模拟。
研究背景
研究背景
2001年开始
科学意义和应用前景
全骨架模型在正常行走中，髋关节和大 腿在步行中的模拟。
科学意义和应用前景
在汽车中开车姿 势的全骨架模型， 以研究汽车内部 设计和撞击伤害 预测，可以模拟 冲击载荷以研究 基本的反应。
a，侧视图 b，顶视图
科学意义和应用前景
图a，骨盆与主要臀部肌肉的表面模型的髋关节动态应力分析 图b，骨盆的表面模型，用于研究骨盆破裂和相关的固定方法与稳定