前言

党的二十大报告强调，加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造

具有国际竞争力的数字产业集群。数字人技术作为数字经济的重要支撑，具有广泛的应用

前景，既可促进传统产业转型升级，提升生产效率和竞争力，又可创造新的应用场景，推

动行业应用创新，为数字经济提供更广阔的应用场景和市场，同时也能带动实体经济的

发展。

本人有幸参与了2020 年教育部普通高等学校本科虚拟现实技术专业的申报工作，并

负责起草了信息技术新工科产学研联盟虚拟现实教育工作委员会编制的《虚拟现实技术专

业建设方案（建议稿）》，深感教材对人才培养的重要性，因此以虚拟现实技术专业的核心

内容虚拟数字人技术为选题，尝试编写教材（本教材提到的数字人即虚拟数字人），旨在

抛砖引玉，期望能吸引更多同仁参与虚拟现实技术专业教材的编写工作。

本书主要包含以下内容。

第1 章简要介绍数字人的发展历史、不同的分类方式、产业应用情况及基本的制作

流程。

第2 章围绕数字人制作流程，从建模、驱动和渲染三个方面，介绍数字人制作的通用

支撑技术。

第3 章从零基础起步，结合数字人基础模型的制作实践，有针对性地介绍几种常用的

数字人模型生成与处理工具。

第4 章以人物模型的头发为例，系统学习可迁移的眉毛、胡须、睫毛等数字人毛发制

作流程和方法。

第5 章介绍数字人服装建模的流程和方法，包括创建布料模型、绘制服装3D 纹理贴图、

模拟服装动态效果等。

第6 章介绍数字人骨骼绑定的原理和作用，从骨骼的创建、骨骼和皮肤的关联、权重

调整介绍身体骨骼绑定的流程和方法；从形态键与数字人脸部网格对应关系，介绍面部绑

定的流程和方法。

第7 章介绍数字人实时运动驱动的原理，介绍通过体感设备和深度摄像头，捕获运动

数据、驱动数字人的肢体和面部实时产生动画的方法与流程。

第8 章从数字人的皮肤材质、头发与服装动力学、画面整体效果把控和调整等方面介

绍数字人项目效果优化的方法。

第9 章以互联网的虚拟主持人、文旅场景的互动式讲解员为例，介绍数字人综合应用

的设计开发流程和方法。

第10 章从数字人面临问题、影响技术、发展趋势等几个方面展望数字人的未来，引

发学习者对数字人的思考。

前　言

虚拟数字人技术与应用

IV

本书具有以下特点。

一是将课程目标定位于虚拟现实技术、数字媒体技术、数字媒体艺术专业应用型人才

培养，突出应用性、实用性原则，重点加强实际操作教学内容，强调学生实际动手能力的

培养。

二是按照数字人应用开发的实际工作流程组织和安排学习内容，使得学习的流程与工

作实践的流程一致，以期使学习者能快速适应行业的应用需求。

三是在强调专业实践能力培养的同时，注重对数字人技术理论知识的系统性学习，使

学习者具备涵盖从数字人的发展历史到未来发展趋势的开阔视野。

另外，本书在编写过程中，参考了许多有关数字人技术的文章和视频资料，吸收了许

多专家同仁的观点，但为了行文方便，不便一一注明。书后所附参考文献是本书重点参考

的资料。在此，特向在本书中引用和参考的文章、视频、网页的编著者与作者表示诚挚的

谢意。

工作室研究生徐乐怡、贺采、张钰坤参与了本书的编写工作，设计实现了书中的应用

案例，在此表示诚挚的感谢。

由于编写时间仓促，编者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请各位专家、同行、

读者批评指正。

吴伟和

2024 年1 月

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