1秒创建虚拟数字人，仅需几百元？3D扫描或成元宇宙发展关键

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转自：活报告

有没有想过只需一秒钟就可以复刻一个和你一模一样的3D数字人，而且成本仅需几百元？

这项近期面世的高端技术就是云阵相机。

基于人体3D扫描技术，云阵相机利用140个高清摄像头，能够实现一秒拍摄创建1：1还原的真人3D数字分身。

3D扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。

3D扫描依靠于3D扫描仪完成扫描工作。接触式扫描和非接触式扫描两大类方式。

人体3D扫描建模主要用于对数字人的创建工作。随着元宇宙概念的爆发及相关技术的发展，数字人处于快速增长阶段，预计到2026年，中国数字人行业市场将达到180亿元以上，人体3D扫描行业发展空间广阔。

那么，人体3D扫描行业目前市场现状如何？产业链中，有哪些值得关注的企业和投资机遇？行业未来发展趋势如何？

本文，头豹研究院将从人体3D扫描行业分类、市场规模、产业链、发展趋势等角度为您深入分析中国人体3D扫描行业。

01

3D扫描仪技术分类：接触式和非接触式

3D扫描仪根据技术主要分为两大类型：接触式3D扫描和非接触式3D扫描。非接触式3D扫描仪在市面上更普遍。

接触式3D扫描借助接触式3D扫描仪，通过探针接触物体表面，进而获得物体触碰点的位置坐标，进行建模。由于接触式3D扫描需要一点一点接触物体所有表面，所以模型精度极高，有的仪器扫描出的模型精度高达0.1um，但使用接触式3D扫描仪也会耗费大量时间成本，同时，被扫描对象有被探针损坏的风险。接触式3D扫描仪主要用于精密量测和品质检查。

非接触式3D扫描仪在市场上更普遍，非接触式3D扫描仪通过激光或辐射来获取扫描对象空间信息。非接触式3D扫描又可根据是否有主动光源投出分为主动式和被动式。

主动式主要采用飞行时间法和结构光法两种方式。飞行时间法的技术原理是通过向测量对象发射“波”，并接受测量对象所返回的“波”，根据“波”的往返时间测算物体与仪器之间的距离，从而构建空间坐标信息。结构光法是基于光学三角测量原理，利用光学投影机、相机、电脑计算系统共同构成。

摄影测量法是被动式3D扫描中最具代表性的技术。通过多角度2D成像后，由专业计算机软件模拟还原3D立体模型，其中，人体3D扫描也是利用摄影测量法原理。通过在360°范围内，架设上百台相机，在同一时间对人进行拍摄，对照片进行合成得到人体3D模型。

02

中国3D建模软件市场规模剖析

● 2021年，中国数字人市场空间达到62.2亿元，行业处于快速增长阶段，未来将继续保持增速，预计到2026年，市场规模将达到188.0亿元

人体3D扫描建模主要用于对数字人的创建工作。随着元宇宙概念的爆发及相关技术的发展，数字人处于快速增长阶段。中国数字人行业规模从2017年的8.1亿元迅速增长至2021年的62.2亿元，2017-2021年CAGR为16.1%，预计到2026年，中国数字人行业市场将达到188.0亿元，2022-2026CAGR为13.3%。

● 数字人是存在于虚构空间中具备外观形象、行为表达和思想交互的虚拟人物。数字人在游戏影视、金融、虚拟主播等行业潜力无限

金融、影视和游戏行业应用是数字人规模增长的主要引擎。在数字化浪潮下，数字人在2018年就已经商业化落地金融行业，随着全景银行深入推行及数字化发展趋势下，数字人在金融行业应用将持续深化。

从金融机构细分场景分布看，数字人的主要落地场景为银行业，面对保险、券商等需要高度定制化的场景，尚没有明显落地需求。在影视行业，利用数字人技术制作的电影角色具备技术、流程、角色高度智能化与标准化优势，虚拟数字人以数字替身特效的方式帮助实现现实拍摄中无法实现的内容和效果。

在游戏行业，伴随着5G技术，云游戏技术，元宇宙技术等协同发展，沉浸式游戏体验将逐步应用于市场，市场对于数字人在游戏领域的需求将进一步释放，有望进一步提升数字人在游戏行业的渗透。

未来，伴随着元宇宙技术的发展，数字人创建成本的降低，数字人将渗透至更多类型的行业应用当中，同时，低成本的数字人也能够让更多人使用数字人，也可能创造更多新生应用场景。数字人规模有望得到进一步扩张。

03

人体3D扫描建模产业链

人体3D扫描上游包括芯片、云计算和扫描设备等在内的硬件技术，渲染引擎和建模引擎在内的软件技术；中游是解决方案提供商，应用于下游市场、文旅、3D建模等行业应用。

04

产业链上游——建模软件

● 建模软件作为3D人体扫面建模过程中的核心，能够将硬件设备采集到的三维数据表示为虚拟空间中的人体模型

3D建模是计算机图形学中的一种技术，用于生成任何对象或曲面的三维数字表示。Maya、3ds max、AutoCAD、CATIA等专业三维建模软件能够完成对模型的创建工作，专业操作人员使用建模软件在虚拟空间内对顶点进行操作以形成网格和形成对象的一组顶点，即操作对象顶点的集合，完成对模型三维数据的数学形式表现，以创建三维模型。这些3D对象可以通过建模软件的固有功能生成，也可以通过网格变形或手动进行创建。

人体3D扫描建模通过硬件设施，现在主要采取摄影测量法方式，即通过拍摄的方式，完成对人体三维数据的获取。在充分完成对人体数据捕获后，将数据发送至专业的3D建模处理软件，软件能够完成对原始数据的进一步分析，对拍摄的照片数据根据自身算法进行进一步拼接，提取测量细节，获得精确完整的人体点云数据完成对人体模型的建模工作。此外，还能根据照片中人体衣服颜色，周边环境等信息，对模型进行进一步渲染，提高模型的真实程度。

● 市场3D建模软件主要分为工业级建模软件和数字级建模软件。工业级建模软件精准度更高

工业领域建模对模型仿真度要求十分高，从模型精度到尺寸精度再到数据精度，都要求进行1：1的复刻，最后实际生产出的模型产业也要求达到1：1的复刻精度。使用数字类型软件的用户对模型精度并没有具体要求，仅需要最终建模产品比例匀称、造型精美即可，对模型的贴图纹理、表现效果等方面具备一定要求。

05

产业链上游：CPU

● 人体3D扫描建模中，CPU主要运用于人体模型创建过程。当前CPU市场主要被Intel和AMD两家公司垄断

人体3D扫描建模是通过人体3D扫描仪完成对人体外形数据的获取，利用3Ds Max，maya等专业3D建模软件，完成对人体模型的构建，建模过程中需要计算机进行严格且复杂的计算过程。CPU依靠其算力能够完成对人体模型的编辑工作，例如镜像、克隆、弯曲对象等，由于这些层级结构按照一定的逻辑构建且相互依赖，无法对其中步骤进行省略，使得仅能依靠CPU进行运算。而建模的主要工作是在单个CPU核心内完成，所以拥有高主频的CPU拥有更快的人体建模计算速度和响应速度。

商用CPU市场主要被Intel和AMD两家公司所垄断。个人电脑CPU市场份额上，英特尔具有绝对优势，2022年四季度，英特尔以68.7%的市占率稳居市场份额龙头宝座，排名第二的AMD仅占31.3%的市场份额。

在产品价格上，英特尔的“酷睿”系列价格也相对高于AMD的“骁龙”系列，用于笔记本的最新款13代酷睿i9处理器价格从4,199元到5,999元，而新款骁龙R9 7950的价格从3,899元到5,200元。产品规格上，“酷睿”系列在内核数量和最大睿频的表现上都更加优秀，拥有24个核心，最大睿频达到6.00 GHz，“骁龙”系列在高速缓存上更胜一筹，高速缓存最高可达144MB。

06

人体3D扫描行业未来发展方向

● 人体3D扫描在数字人建模应用上将持续加快产品优化。降低数字人建设成本，优化数字人建模算法，提高数字人渲染速度

当前，数字人的建立成本是利用3D扫描技术完成真人数字人创建商业化的主要阻力之一。在2021年，Nvidia CEO 黄仁勋在Nvidia发布会上展示了自己的真人数字人，运用了数十万美元的单反相机阵列，由34个美术师及15位工程师配合进行合成，拍摄成本高达上百万元。数字人的建设成本主要来自于硬件设备，后期渲染，表情、神态、语音等要素的加入。通过将硬件设备从单反相机转换为普通拍摄设备，降低其他相关要素的加入成本的同时保证数字人在神态、动作上的流畅程度将是未来数字人发展及实现商业化的可能。

人体3D扫描建模算法优化将会降低数字人的人工及时间成本，也将是未来发展的主要关注方向。建模算法利用摄像头从每个角度为身体拍摄照片，然后集合这些照片后完成人体模型的创建工作。但是传统算法远没有达到大规模商用化程度，通过传统算法所创建的数字人具备一定瑕疵，例如模型创建不够精准，需要后期人工进行二次调整，花费大量人工和时间成本，导致模型整体成本提升，此外，还伴随着模型运算时间过长等问题。通过算法优化，解决模型创建需要二次人为加工问题，提高建模精准程度，降低人工及时间成本，从而能够降低模型整体成本。

提升渲染水平能够提升模型拟真程度，当前渲染时间较长，缩短渲染时间将促进人体3D扫描创建数字人水平。渲染主要依靠于本地GPU水平及云渲染水平，当前数字人模型创建时间仅需要五分钟，但是如果模型需要进一步渲染及加上更多要素的时间将会大大延长，渲染速度提升也将是未来发展方向。