2022年虛擬數字人行業深度分析報告

內容目錄

1.名詞概覽：計算機技術打造虛擬數字人....................................5

1.1.定義：數字人、虛擬人、虛擬數字人被賦予特定人物身份.................5

1.2.劃分：人格象征和圖形維度是虛擬數字人常見的分類依據.................6

1.3.框架：五大模塊構成虛擬數字人通用系統框架...........................7

2.行業情況分析：虛擬數字人市場廣闊，應用領域不斷拓展.....................9

2.1.行業沿革：虛擬數字人已處高速成長階段...............................9

2.2.產業鏈：隨理論技術日益成熟，商業模式持續演進豐富產業鏈.............9

2.2.1.基礎層：廠商深耕軟硬件行業，具有深厚技術壁壘.................10

2.2.2,平臺層：提供多元技術支持，賦予虛擬數字人真實及靈動感.........10

2.2.3,應用層：帶領虛擬數字人切入商業化賽道.........................11

2.3.政策：近期多項政策推動虛擬數字人新興科技產業發展..................11

2.4.行業趨勢：優質技術仍待普及，受眾群體仍待拓展......................12

3.技術架構：建模、驅動、渲染三大關鍵技術構成底層架構....................13

3.1.建模：主流技術仍為靜態掃描，動態光場成為未來重點發展方向..........14

32驅動：智能合成，動作捕捉遷移成為主流動作生產方式...................15

3.2.1,智能合成：2D、3D數字人均已實現嘴型動作的智能合成，其他部位僅支持

錄播................................................................15

3.2.2.動作捕捉：動作捕捉方案最高可實現毫米級誤差...................16

3.3.渲染：主打Unreal和Unity渲染引擎，真實性和實時性均大幅提升..........18

4.應用場景：虛擬數字人落地場景豐富，偶像營銷或為先發賽道................20

4.1.游戲：玩家數字化身需求日益提升，頭部游戲廠商具有數字人技術積累....20

42偶像造星：虛擬偶像逐步滲透主流文化，國內大廠紛紛入局虛擬藝人.......24

4.3.品牌營銷：虛擬代言大幅提升用戶吸引效率，外部運營快速引導商業流量變現27

4.4,社交：數字人為次世代社交的必要環節，增強用戶沉浸及交互體驗.........28

4.5.影視：動作捕捉技術推動影視虛擬形象創作，打開藝術創作想象空間......29

5.大廠布局：海內外廠商多角度布局虛擬數字人賽道..........................31

5.1.國內廠商：國內廠商在產業鏈基礎層、平臺層和應用層均衡發力..........31

5.2.海外廠商：海外廠商聚焦基礎層的建設以及AI技術的開發................37

6.可比公司估值..........................................................40

7.風險提示..............................................................41

圖表目錄

圖1：數字人、虛擬人和虛擬數字人的關系圖.....................................5

圖2：虛擬數字人常見分類....................................................6

圖3：虛擬數字人通用系統框架.................................................7

圖4：非交互類虛擬數字人系統運作流程........................................8

圖5：智能驅動型虛擬數字人運作流程圖........................................9

圖6：真人驅動型虛擬數字人運作流程...........................................9

圖7：虛擬數字人發展沿革....................................................9

圖8：虛擬數字人產業鏈視圖.................................................10

圖9：虛擬數字人產業鏈基礎層概覽............................................10

圖10：全球人工智能技術發展階段.............................................11

圖11：虛擬數字人產業發展趨勢..............................................12

圖12：發展趨勢.............................................................13

圖13：Human3D+系統，核心的圖像采集使用了佳能的相機設備以及軟件開發包……14

圖14：在《猩球崛起》中，演員身著動作捕捉服裝..............................16

圖15：6個慣性傳感器的位置（左、右前臂、左、右小腿、頭部和骨盆）...........17

圖16：游戲《黑神話：悟空》的演員穿著帶有跟蹤球的動捕服....................17

圖17：當虛擬數字人的仿真程度達到臨界點時，好感度將會跌入谷底..............18

圖18：使用NVIDIARTX和NVIDIAQuadroGPU處理復雜的渲染工作............20

圖19：中國游戲整體市場規模（億元）.......................................20

圖20：中國整體游戲用戶規模（億人）.......................................20

圖21：2021收入排名前100移動游戲產品類型收入分布.........................20

圖22：2021收入排名前100移動游戲產品類型占比.............................20

圖23：角色是《原神》（米哈游研發）等開放世界游戲最重要的組成成分之一.......21

圖24：開放世界游戲《幻塔》（完美世界研發）多角色擬態供玩家選擇.............21

圖25：《天涯明月刀》捏臉通過鼠標拉動面部即可調整，操作簡便.................22

圖26：多角度多維度調整骨骼及面部..........................................22

圖27：網易伏羲智能捏臉項目-現廣泛用于網易游戲中..........................23

圖28：韓國創作者金賢日基于Unity開發的數字人類SUA..........................................23

圖29：SUA可以通過實時面部捕捉來展現各種表情..............................23

圖30：MetaHumanCreator操作界面..........................................24

圖31：MetaHumanCreator提供多種捏臉素材.................................24

圖32：2017-2023年中國虛擬偶像核心市場和帶動市場規模及預測................24

圖33：2021年中國網民追星情況調查.........................................25

圖34：中國追星網民支持和關注虛擬偶像的比例................................25

圖35：2021年中國網民追星情況調查.........................................25

圖36：2021中國網民為虛擬偶像花費金額與現實偶像對比調查..................25

圖37：2020年1月-2020年11月B站VUP直播收入和付費人數.................26

圖38：VUP已成為B站的重要UP主類型......................................26

圖39：洛天依X時尚BAZZAR......................................................................................26

圖40：A-soul虛擬女團.....................................................26

圖41：虛擬代言人市場分析...................................................27

圖42：花西子虛擬品牌代言人................................................27

圖43：屈臣氏虛擬品牌代言人屈臣曦..........................................27

圖44：虛擬美妝達人-柳夜熙.................................................28

圖45：數字人社交代表產品...................................................29

圖46：電影史上虛擬數字人動捕技術發展沿革..................................29

圖47：《阿麗塔：戰斗天使》動作捕捉畫面與最終畫面對比.......................30

圖48：《雙子殺手》通過動捕模具校準威爾史密斯臉上跟蹤點.....................31

圖49：《雙子殺手》電影呈現效果-年輕版數字人威爾史密斯......................31

圖50：《阿凡達》WetaDigital多人動捕技術....................................31

圖51：國內廠商-全鏈條......................................................32

圖52：國內廠商-娛樂內容...................................................33

圖53：國內廠商-廣告營銷...................................................34

圖54：國內廠商-虛擬數字人運營.............................................35

圖55：國內廠商-虛擬數字人技術服務.........................................36

圖56：國內廠商-人工智能...................................................36

圖57：國內廠商-動作捕捉...................................................37

圖58：國內廠商-建模渲染...................................................37

圖59：海外廠商-人工智能...................................................38

圖60：海外廠商-人工智能...................................................38

圖61：海外廠商-渲染建模...................................................39

圖62：海外廠商-動作捕捉...................................................39

圖63：海外廠商-綜合技術...................................................40

圖64：海外廠商-VRAR.............................................................................................................40

表1：數字人、虛擬人和虛擬數字人對比........................................5

表2：虛擬數字人特征表.......................................................6

表3：虛擬IP和虛擬世界第二分身對比..........................................6

表4：二次元、3D卡通、3D超寫實、真人形象對比..............................7

表5：虛擬數字人應用領域、場景及充當角色....................................11

表6：國家相關支持政策......................................................12

表7：五橫兩縱.............................................................14

表8：結構光掃描重建與相機陣列掃描重建分類.................................14

表9：人體動態三維重建與光場成像的區別......................................15

表10：2D與3D視頻合成邏輯區別............................................15

表11：主流動作捕捉方案....................................................16

表12：主流動作捕捉方案性能對比.............................................18

表13：離線渲染與實時渲染對比..............................................19

表14：互聯網公司虛擬藝人行業布局..........................................26

表15：國內虛擬數字人可比公司估值..........................................41

表16：海外虛擬數字人可比公司估值..........................................41

1.名詞概覽：計算機技術打造虛擬數字人

1.1.定義：數字人、虛擬人、虛擬數字人被賦予特定人物身份

虛擬人、數字人、虛擬數字人的目標是通過計算機圖形學技術(ComputerGraphic,CG)

創造出與人類形象接近的數字化形象，并賦予其特定的人物身份設定，在視覺上拉近和人

的心理距離，為人類帶來更加真實的情感互動。按照各定義特征的要求，數字人的范疇包

含虛擬人，虛擬人的范疇包含虛擬數字人。

圖1：數字人、虛擬人和虛擬數字人的關系圖

資料來源：CG世界、天風證券研究所

對于不要求必須具備交流互動能力時，數字人、虛擬人、虛擬數字人這三者概念可

以認為是等同的。但在嚴格意義下它們又有細微的差別。虛擬人的身份是虛構的，

現實世界中不存在的。數字人強調角色存在于數字世界。虛擬數字人強調虛擬身份

和數字化制作特性。

表1：數字人、虛擬人和虛擬數字人對比

描述人物形象

“數字人”一詞來自于英文Digital

Human,強調了它存在于數字世界。數字

數字人人的身份設定可以是按照現實世界中的人

物進行設定，外觀也可以完全一致，按照真

人還原制作的數字人也可以稱為數字攣生

網絡上流行的虛擬網紅、虛擬主播，稱之為

虛擬人(VirtualHuman),之所以稱之為

虛擬，第一點人物的身份是虛構的，現實世

界中不存在的

虛擬國風偶像翎Ling

虛擬數字人指存在于非物理世界中，由計算

機圖形學、圖形渲染、動作捕捉、深度學習、

虛擬數字人語音合成等計算機手段創造及使用,并具有

多重人類特征(外貌特征、人類表演能力、

人類交互能力等)的綜合產物香港雀巢咖啡推出的虛擬代言人Zoe火爆傳播的超寫實數字人AYAYI

資料來源：量子位、CG世界、OVERDOPE、天風證券研究所

虛擬數字人宜具有形象能力、表達能力和感知互動能力三大特征。

表2：虛擬數字人特征表

特征描述

擁有人的外觀，具有特定的相貌、性別和性

形象能力

格等人物特征

擁有人的行為，具有用語言、面部表情和肢

表達能力

體動作表達的能力

擁有人的思想，具有識別外界環境、并能與

感知互動能力

人交流互動的能力

資料來源：智東西、天風證券研究所

12劃分：人格象征和圖形維度是虛擬數字人常見的分類依據

圖2：虛擬數字人常見分類

虛擬數字人

資料來源：《2021年虛擬數字人深度產業報告》、量子位'天風證券研究所

>根據人格象征，虛擬數字人可分為虛擬IP和虛擬世界第二分身

表3：虛擬IP和虛擬世界第二分身對比

虛擬IP虛擬世界第二分身

虛擬世界第二分身主要面向

虛擬IP指其在現實世界中并

的是未來的虛擬世界，把為

不存在對應的真人，其外貌

描述每個人創造自己的虛擬化分

特征、基本人設、各類偏好、

身為最終目的，滿足個人在

背景信息等均由人為設定

虛擬

滿足IP運營的視頻化'碎片

化、實時化需求；創造更為滿足個人對虛擬身份的需求

穩定、易得、低成本的IP一一為社交、娛樂、Metaverse

核心價值

創造全新虛擬數字人IP;或設計脫離于現實世界的第二

將漫畫'小說等護立體化運分身

營。

新世代對虛擬化內容的向

新世代對虛擬化內容的向

往；使用真人IP的風險增加；

未來推動力往：Metaverse帶動的虛擬數

品牌方對定制化代言人的需

字人基礎設施普及率

求

互聯網社交、游戲、虛擬內

主要賽道文娛領域

容

資料來源：量子位、天風證券研究所

>根據人物圖形維度，虛擬數字人可分為2D和3D兩大類，從外形上可分為卡通、寫

實等風格，綜合來看可分為二次元、3D卡通、3D超寫實、真人形象四種類型。

表4：二次元'3D卡通、3D超寫實、真人形象對比

特點人物形象

在平面空間呈現，只能以單個視角去

二次元瀏覽，在制作過程中已經確定了視

角，用戶不可自行更換視角

初音未來（日本區VOCALOID虛擬歌姬）洛天依（中國區VOCALOID虛擬歌姬）

三維立體模型，可呈現在立體空間，

3D卡通能夠以任意視角去瀏覽。產品制造團

可設定用戶可見的視角

與真實的人類極為接近，或者在真人

3D超寫實

基礎上有一定程度的卡通化

虛擬偶像-AYAYI浦發銀行數字員工-小浦

■■一§

真人形象虛擬數字人的特征來源于

真人形象/1

真人，目前主要應用于AI合成主播V仝

AI合成主播-新小浩AI合成主播-新小萌

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數智人工智能產業聯盟數字人工作委員會、CG世界、維科網、IXDC、CBNData,荔枝網、SUNNEWS、

萌娘百科、天風證券研究所

13框架：五大模塊構成虛擬數字人通用系統框架

人物形象根據人物圖形資源的維度，可分為2D和3D兩大類；語音和動畫生成模塊可分

別基于文本生成對應的人物語音以及人物動畫；音視頻合成顯示模塊將語音和動畫合成視

頻；交互模塊根據語音語義識別用戶的意圖，并決定數字人后續的語音和動作。

圖3：虛擬數字人通用系統框架

人物形象

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數智人工智能產業聯盟數字人工作委員會、天風證券研究

交互模塊為擴展項，根據其有無，可將數字人分為交互型數字人和非交互型數字人。

>非交互型虛擬數字人系統依據目標文本生成對應的人物語音及動畫，并合成音視頻呈

現給用戶。

圖4：非交互類虛擬數字人系統運作流程

音

頻

文本合

終用

成

XLU戶

顯炳

示

數字化人物形象

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數留人工智能產業聯盟數字人工作委員會、天風證券研究所

>交互型數字人根據驅動方式的不同可分為智能驅動型和真人驅動型。

1)智能驅動型數字人可通過智能系統自動讀取并解析識別外界輸入信息，根據解析

結果決策數字人后續的輸出文本，然后驅動人物模型生成相應的語音與動作來使數字

人跟用戶互動。該人物模型是預先通過AI技術訓練得到的，可通過文本驅動生成語

音和對應動畫，業內將此模型稱為TTSA(TextToSpeech&Animation)人物模型。

2)真人驅動型數字人則是通過真人來驅動數字人，主要原理是真人根據視頻監控系

統傳來的用戶視頻，與用戶實時語音，同時通過動作捕捉采集系統將真人的表情、動

作呈現在虛擬數字人形象上，從而與用戶進行交互。

圖5：智能驅動型虛擬數字人運作流程圖圖6：真人驅動型虛擬數字人運作流程

智能分的斛歌曲官系統

音

3X用

曰終

3人物語音就頻戶

人物語音生成頻師

合

合

成

成

人物動畫生成顯

顯

示

示

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數智人工智能產業聯資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村教智人工智能產業聯

盟數字人工作委員會、天風證券研究所盟數字人工作委員會、天風證券研究所

2.行業情況分析：虛擬數字人市場廣闊，應用領域不斷拓展

2.1.行業沿革：虛擬數字人已處高速成長階段

虛擬數字人從最早的手工繪制到現在的CG（ComputerGraphics,電腦繪圖）、人工智能

合成，虛擬數字人大致經歷了萌芽、探索、初級和成長四個階段

圖7：虛瞰字人發展沿革

開始嘗試將虛擬人物引傳統手繪正逐漸被CG、深度學習算法取得突破，朝著智能化、便捷化、

入到現實世界動作捕捉等計算機技術數字人制作過程得到有精細化、多樣化葵

進展顏覆突破效簡化

技術全啰毋裔突破

技術以手繪為主技術革新卻造價不菲AI成為不可分割的工具

2於婿在CES國際消

年，英國人年，日本制作了第2019年,浦發銀行和百

19842007期子展上，三星旗下

創作出名一個被廣泛認可的虛擬度共同合作開發的銀行

GeorgeStone業首位數字員工飛出

為的虛偶像初音未來STARLabs展示了其設

MaxHeadroom正式亮相，為用靛供

擬人物，層參演了一部計的虛擬數字人NEON

密影，并拍攝了數支廣金融服卷11

2019年，數字王國軟件

經典事件2001年，《指環身中一研發部負責人Doug

的角色咕噫由女田沃和2018年.搜狗與新華社Robie帶著自己的虛擬

1982年，世界上第一位一捕捉技術連個發布全球首個全仿形象DigiDoug登上了

虛擬歌里鮮屏一產生真智能AI主持人TED的演講舞臺

時間階段

20世紀八十年代21世紀初近五年現在

萌芽階段探索階段初級階段成長階段

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數智人工智能產業聯盟數字人工作委員會、天風證券研究所

2.2.產業鏈：隨理論技術日益成熟，商業模式持續演進豐富產業鏈

當前虛擬數字人理論和技術日益成熟，應用范圍不斷擴大，產業正在逐步形成、不斷豐富,

相應的商業模式也在持續演進和多元化。

圖8：虛擬數字人產業鏈視圖

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數智人工智能產業聯盟數字人工作委員會、天風證券研究所

2.2.1.基礎層：廠商深耕軟硬件行業，具有深厚技術壁壘

基礎層為虛擬數字人提供基礎軟硬件支撐，硬件包括顯示設備、光學器件、傳感器、芯片

等，基礎軟件包括建模軟件、渲染引擎。顯示設備是數字人的載體，既包括手機、電視、

投影、LED顯示等2D顯示設備，也包括裸眼立體、AR、VR等3D顯示設備。光學器

件用于視覺傳感器、用戶顯示器的制作。傳感器用于數字人原始數據及用戶數據的采集。

芯片用于傳感器數據預處理和數字人模型渲染、AI計算。建模軟件能夠對虛擬數字人的人

體、衣物進行三維建模。渲染引擎能夠對燈光、毛發、衣物等進行渲染，主流引擎包括Unity

Technologies公司的Unity3D、EpicGames公司的UnrealEngine等。總體來看，處于

基礎層的廠商已經深耕行業多年，已經形成了較為深厚的技術壁壘。

圖9：虛擬數字人產業鏈基礎層概覽

資料來源：頭豹研究院、天風證券研究所

2.2.2.平臺層：提供多元技術支持，賦予虛擬數字人真實及靈動感

平臺層包括軟硬件系統、生產技術服務平臺、AI能力平臺，為虛擬數字人的制作及開發

提供技術能力。建模系統和動作捕捉系統通過產業鏈上游的傳感器、光學器件等硬件獲取

真人/實物的各類信息，利用軟件算法實現對人物的建模、動作的重現；渲染平臺用于模型

的云端渲染。解決方案平臺基于自身技術能力為廣大客戶提供數字人解決方案。AI能力平

臺提供計算機視覺、智能語音、自然語言處理技術能力。平臺層匯聚的企業較多，騰訊、

百度、搜狗、魔法科技、相芯科技均有提供相應數字人技術服務平臺。

圖10：全球人工智能技術發展階段

技

術

期

望

度

Al技術成熟度

資料來源：頭豹研究院、天風證券研究所

2.2.3.應用層：帶領虛擬數字人切入商業化賽道

應用層是指虛擬數字人技術結合實際應用場景領域，切入各類，形成行業應用解決方案,

賦能行業領域。按照應用場景或行業的不同，已經出現了娛樂型數字人（如虛擬主播、虛

擬偶像）、教育型數字人（如虛擬教師）、助手型數字人（如虛擬客服、虛擬導游、智能助

手）、影視數字人（如替身演員或虛擬演員）等。不同外形、不同功能的虛擬數字人賦能

影視、傳媒、游戲、金融、文旅等領域，根據需求為用戶提供定制化服務。

表5：虛擬數字人應用領域、場景及充當角色

領域場景角色

數字替身特效可以幫助導演實現現實拍攝中無法表現的內容和效果，已成為特效數字替身

影視

商業大片拍攝中的重要技術手段和賣點。虛擬演員

虛擬主持人

定制化虛擬主持人/主播/偶像，支持從音頻/文本內容一鍵生成視頻，實現節目內

傳媒虛擬主播

容快速、自動化生產，打造品牌特有IP形象，實現觀眾互動，優化觀看體驗。

虛擬偶像

游戲越來越真實的數字人游戲角色使游戲者有了更強的代入感，可玩性變得更強。數字角色

通過智能理財顧問、智能客服等角色，實現以客戶為中心的、智能高效的人性化智能客服

金融

服務。智能理財顧問

虛擬導游

文旅博物館、科技館、主題樂園、名人故居等虛擬小劇場、虛擬導游、虛擬講解員。

虛擬講解員

教育基于VR/AR的場景式教育，虛擬導師幫助構建自適應/個性化學習環境。虛擬教師

以數字人實現家庭陪護/家庭醫生/心理咨詢，實時關注家庭成員身心健康，并及心理醫生

匠醫療片

時提供應對建議。家庭醫生

顧客服務數字人

場景切入構建線下零售服務新斐料來源：天風證券研究所流程。電商直播在虛擬

零售商家管理數字人

數字人與真人主播和觀眾互動，介紹商品。

虛擬主播

資料來源：中國人工智能產業發展聯盟總體組和中關村數智人工智能產業聯盟數字人工作委員會、天風證券研究所

2.3.政策：近期多項政策推動虛擬數字人新興科技產業發展

表6：國家相關支持政策

政策名稱頒布日期頒布機構政策內容

以培育具有國際競爭力的產品和企業為目標，以深

“UT*化實體經濟和公共服務領域融合應用為路徑，加強

《關于加快推動區塊鏈技工業和信息化部，―—必—“一小…++

-~°…人H_技術攻關，夯實產業基礎，壯大產業主體，培育良

術應用和產業發展的指導2021年5月27日中央網絡安全和信心心+，一皿"H.“匕外

.「、、人好生態，實現產業基礎高級化和產業鏈現代化。推

意見》息化委工會

動區塊鏈和互聯網、大數據、人工智能等新一代信

息技術融合發展，建設先進的區塊鏈產業體系

以賦能數字經濟發展為目標，推動新型數據中心建

《新型數據中，''發展=年'一設布局優化'網絡質量提升'算力賦能加速'產業

二二，，心:、:‘2021年7月4日工業和信息化部鏈穩固增強、綠色低碳發展、安全保障提高，打造

動計劃（2021-2023年）》

新型智能算力生態體系，有效支撐各領域數字化轉

型，為經濟社會高質量發展提供新動能

規劃提出六方面重點任務。一是構建開放協同的人

工智能科技創新體系。二是培育高端高效的智能經

…=-nr濟。三是建設安全便捷的智能社會。四是加強人工

《新一代人工智能發展規劃》2021年7月8日國務院如"AH…一c一人_…人—心

智能領域軍民融合。五是構建泛在安全高效的智能

化基礎設施體系。六是前瞻布局新一代人工智能重