前言

為什么要寫這本書

小時候對機器人和數字分身的向往就像一顆神秘的種子，悄然扎根在我心中，孕育出無盡的夢想。這份對科技的熱愛猶如生命力頑強的野草，隨著時間的流逝，在我心中茁壯成長，推動我在成長的道路上不斷探尋計算機科學的奧秘。時光流轉，如今，當我與孩子們一同在機器人編程的世界里遨游時，心中燃起的熱情仿佛又將我帶回童年。《哈利波特》里的赫敏使用時間轉換器的情景，激發了我對能同時處理多項任務的數字分身的無限向往。在AI領域工作的我，時常幻想擁有一個數字人替身，在我忙碌時它能替我工作和學習，讓我有更多的時間去追求那些尚未實現的夢想。

技術的飛速發展讓我意識到，那些曾經只存在于想象中的場景，如今正逐漸變為現實。AIGC（人工智能生成內容）時代的到來，為虛擬數字人（簡稱數字人）的發展提供了前所未有的廣闊天地。我深信，只要我們保持對知識的渴望，不斷深入研究，那些看似遙不可及的夢想終將成為可能。正是這種對未來的憧憬和對技術的追求，促使我決定撰寫本書。

我希望本書能夠為那些對數字人技術充滿好奇和熱情的讀者提供一個詳盡的指南。從數字人的定義、發展歷史到分類，從系統架構到算法實現，再到應用實踐和未來展望，我致力于構建一套完整的知識體系，讓讀者能夠從零開始，逐步掌握構建數字人的核心技能。我希望通過本書幫助讀者更好地理解和應用這一前沿技術。

市場分析報告顯示，數字人產業正迎來爆發式增長，預計到2028年，全球數字人產業規模將達到5047.6億美元。這一巨大的市場潛力不僅為數字人技術的發展提供了廣闊的空間，也為相關領域的專業人士帶來了前所未有的機遇。作為國內少有的全面介紹數字人技術的圖書，我相信本書將成為讀者寶貴的參考資料，幫助他們在這一新賽道上搶占先機。

本書內容系統、前沿，兼顧實戰性。我結合自己在數字人相關領域的多年研究和實踐經驗，以及對國內外預訓練語言模型的深入分析來講解相關內容。每個技術點都配有詳細的代碼實現，確保讀者能夠快速上手，將理論知識轉化為實際操作能力。同時，本書也對數字人技術的未來發展趨勢進行了探討，為讀者描繪一個充滿希望的技術藍圖。

作為筆者，我深知自己在數字人領域的探索之路還很長。我希望通過本書與讀者分享我的知識和經驗，同時也期待與讀者一起見證數字人技術如何改變我們的世界。讓我們一起迎接這個充滿無限可能的新時代。

讀者對象

本書適合以下讀者閱讀。

● 數字人技術開發者。他們可通過本書了解數字人技術實現的方方面面，包括人臉建模、姿態映射、語音合成等的算法實現，以及云服務設計、多模態融合等系統的構建過程，也可借助書中代碼案例進行二次開發。

● AI算法工程師。他們可通過本書了解多種前沿AI算法（如GAN、Transformer和遷移學習等）在數字人場景下的運用，進一步提高自己的實戰能力，為構建數字人貢獻算法創新成果。

● 計算機視覺和多媒體處理開發者。他們可通過本書了解數字人最新視覺和語音技術，加深對人臉識別、情感分析和語音合成等技術的理解。

● 產品經理。他們可通過本書了解數字人技術的應用場景和實現方案，學習如何將技術能力轉化為數字人產品，為企業數字人戰略決策提供支持。

● 對數字人技術感興趣的公眾。他們可通過本書全方位了解數字人技術的發展現狀、應用場景和技術原理等，形成系統性認知，明晰技術發展帶來的機遇與挑戰。

如何閱讀本書

本書是為那些渴望深入了解和實踐數字人技術的讀者量身定制的指南。本書分為3部分：技術基礎、應用實踐和展望未來。

在技術基礎部分，首先介紹了數字人的定義、發展歷程、分類及應用場景（第1章）。然后深入探討了數字人系統的架構設計（第2章），包括系統的模塊構成、多模態信息融合流程及數據表示方式等。視覺算法（第3章）和語音合成（第4章）是數字人的核心技術，這兩章深入解析了相關的技術原理，并給出了示例代碼。語義理解（第5章）和知識表示（第6章）則是數字人理解世界和表達自我的關鍵，這兩章探討了這些技術如何使數字人更加智能和富有表現力。

應用實踐部分帶領讀者深入探索數字人的創作流程，從內容策劃、角色建模到交互設計，每一步都有詳細講解（第7章）。此外，在這一部分還討論了數字人身份認知（第8章）和技術規范（第9章），這些都是數字人應用實踐必須掌握的知識。

在展望未來部分，探討了數字人技術的未來發展方向（第10章）。

為了讓閱讀效果最大化，建議讀者根據自己的興趣和需求選擇合適的章節。如果你是數字人技術的初學者，可以從技術基礎部分開始，逐步了解數字人的整體架構。如果你已經具備一定的基礎知識，可以直接跳轉到應用實踐部分，通過案例學習來提升自己的技能。如果你對行業趨勢感興趣，展望未來部分將為你提供一些洞見。

勘誤和支持

在撰寫本書的過程中，我深知自己的知識和經驗有限，加之時間緊迫，書中可能存在疏漏或不足之處。我懇請讀者提出寶貴的批評和建議，助我不斷改進。為了便于讀者實踐和學習，書中的所有源代碼已在GitHub（https://github.com/fjibj/from_0_to_1）上公開，我會持續更新和修正，確保內容的準確性和實用性。我滿懷期待地將本書呈現給讀者，不僅希望能夠獲得讀者的認可，更希望能夠與讀者建立長久的友誼。如果讀者有任何問題和建議，歡迎與我聯系（電子郵件：fjibj@hotmail.com)，期待得到真摯的反饋。

致謝

衷心感謝所有在數字人領域做出突破性貢獻的專家、學者，以及對開源數字人項目貢獻力量的團隊和個人，正是你們的卓越成就為我撰寫本書提供了基礎和信心。

感謝微信群“數字人技術&應用交流”和“AIGC精英分隊”中每一位充滿創意和活力的朋友——卡茲克、鮮蝦包、Tiger虎、JessyJang、Liszt、羅冬琴、april、居居Jane、Arthur、Shane、ruochequ、Ohthreemao、展翅高飛2023、anstonxfang、Lois、技創未來、Stephen hou、99 = Jojo 99Ai、高建強、Levis Li、daveliu、尤金、火鳳凰、郭濤、Fay數字人開源項目-郭澤斌、硅基智造-葉楠、Linus劉偉、StarRing，以及這個倉促寫就的名單之外的更多朋友。謝謝你們給予我的支持和幫助，和你們在一起，我感受到了對數字人和AIGC的無盡熱愛，真的超級開心！

感謝人民郵電出版社的編輯楊繡國老師，感謝您的魄力和遠見，在這半年多的時間中始終支持我的寫作，您的鼓勵和幫助引導我順利完成全部書稿。

最后，我要向我的父親、母親、哥哥、弟弟、妻子、孩子及所有親戚表達我最深的感激之情，你們一直以來的培養和鞭策，讓我有了信心和力量，使我能夠勇往直前！

謹以此書，獻給我最親愛的家人與朋友，你們是我奮斗路上堅強的后盾。

方進（fjibj）

中國南京，2024年8月