TaoAvatar：阿里巴巴推出的高保真轻量级全身谈话虚拟形象生成技术

引言

在数字化时代，虚拟形象的应用已经渗透到娱乐、教育、商业等多个领域。随着技术的不断进步，人们对于虚拟形象的真实感、交互性和可控性的要求也越来越高。在这样的背景下，Alibaba Group开发的TaoAvatar技术应运而生，为虚拟形象生成领域带来了革命性的突破。

一、TaoAvatar是什么

TaoAvatar是阿里巴巴推出的一种基于3D高斯溅射(3DGS)的高保真、轻量级全身谈话虚拟形象生成技术。它能够从多视角序列中生成具有拓扑一致性的逼真3D全身虚拟形象，这些虚拟形象在姿态、手势和表情上都是完全可控的。TaoAvatar技术不仅能够在各种移动和AR设备上实现高质量、实时的渲染，而且对存储空间的要求较低，这使得它在多种应用场景下都具有极高的实用性和可行性。

二、功能特色

1. 高保真与拓扑一致性

TaoAvatar生成的虚拟形象具有极高的保真度，能够捕捉和还原真实人物的外观细节，包括皮肤纹理、衣物褶皱等。同时，这些虚拟形象在拓扑上保持一致性，即无论虚拟形象如何变化姿态或表情，其内部的结构和连接关系都保持不变，这使得虚拟形象在交互过程中更加自然和流畅。

2. 姿态、手势与表情可控

TaoAvatar技术支持对虚拟形象的姿态、手势和表情进行精细控制。用户可以通过输入特定的指令或参数，来改变虚拟形象的动作和表情，从而实现更加丰富的交互体验。这种可控性使得TaoAvatar技术在虚拟主播、虚拟客服、虚拟教师等多种应用场景下都具有极高的应用价值。

3. 实时渲染与低存储需求

TaoAvatar能够在各种移动和AR设备上实现高质量的实时渲染。这意味着用户可以在不同的设备上流畅地观看和交互虚拟形象，无需担心渲染延迟或卡顿的问题。同时，TaoAvatar对存储空间的要求较低，这使得它更加适用于资源受限的设备或场景。

4. 多设备兼容

TaoAvatar技术兼容多种移动和AR设备，包括智能手机、平板电脑、AR眼镜等。这使得用户可以在不同的设备上使用TaoAvatar生成的虚拟形象，进一步扩大了其应用范围。

三、技术细节

1. 3D高斯溅射(3DGS)技术

3DGS是TaoAvatar技术的核心之一。它利用高斯溅射原理，将真实人物的外观细节以高斯分布的形式映射到虚拟形象上。这种方法能够捕捉和还原高频外观细节，使得虚拟形象更加逼真和生动。

2. 姿态依赖非刚性变形处理

在处理复杂姿态依赖非刚性变形时，TaoAvatar采用了一种特殊的方法。它首先将非刚性变形分解为刚性变形和形状变形两部分，然后通过蒸馏技术将形状变形“烘焙”到轻量级的MLP网络中。这种方法能够高效地处理复杂的姿态依赖非刚性变形，同时保持虚拟形象的逼真度和可控性。

3. 可学习的高斯混合形状

为了进一步增强虚拟形象的外观细节，TaoAvatar引入了可学习的高斯混合形状。这种方法通过训练神经网络来学习不同姿态和表情下的高斯混合形状参数，然后将这些参数应用到虚拟形象上。这种方法能够捕捉到更加细微的外观变化，使得虚拟形象在不同姿态和表情下都能保持极高的保真度。

4. 实时渲染与优化

为了实现高质量的实时渲染，TaoAvatar采用了多种优化技术。例如，它利用GPU加速来加速渲染过程;通过减少不必要的计算来降低资源消耗;以及通过优化模型结构和参数来提高渲染效率等。这些优化技术使得TaoAvatar能够在各种设备上实现流畅的实时渲染效果。

四、应用场景

1. 虚拟主播

TaoAvatar技术可以应用于虚拟主播领域。通过生成逼真的虚拟形象，并为其配备语音合成和口型同步技术，可以实现与观众进行实时互动的主播功能。这种虚拟主播不仅具有高度的可控性和交互性，而且能够24小时不间断地提供服务，大大降低了人力成本和时间成本。

2. 虚拟客服

在客户服务领域，TaoAvatar技术可以生成逼真的虚拟客服形象。这些虚拟客服不仅具有友好的外观和声音，而且能够智能地识别用户的问题和需求，并提供相应的解决方案。这种虚拟客服不仅可以提高客户服务的效率和质量，还可以降低企业的运营成本。

3. 虚拟教师

在教育领域，TaoAvatar技术可以应用于虚拟教师的创建。通过生成逼真的虚拟教师形象，并为其配备丰富的教学资源和互动功能，可以为学生提供更加生动和有趣的学习体验。这种虚拟教师不仅可以实现个性化的教学服务，还可以随时随地进行教学互动，大大提高了教学效果和学习效率。

4. 虚拟角色创作

对于游戏开发者、电影制作人等创意工作者来说，TaoAvatar技术提供了一种高效、便捷的虚拟角色创作方式。他们可以利用TaoAvatar技术生成逼真的虚拟角色形象，并根据需要进行精细的调整和优化。这种创作方式不仅可以降低制作成本和时间成本，还可以提高作品的质量和吸引力。

五、相关链接

• TaoAvatar项目介绍：https://pixelai-team.github.io/TaoAvatar/

• TaoAvatar论文：https://arxiv.org/pdf/2503.17032

• huggingface演示地址：https://huggingface.co/datasets/PixelAI-Team/TalkBody4D

六、总结

TaoAvatar作为一种基于3D高斯溅射(3DGS)的高保真、轻量级全身谈话虚拟形象生成技术，具有极高的保真度、可控性和实时渲染能力。它通过处理复杂的姿态依赖非刚性变形、引入可学习的高斯混合形状以及采用多种优化技术，实现了在各种移动和AR设备上的高质量实时渲染。在应用场景方面，TaoAvatar技术可以广泛应用于虚拟主播、虚拟客服、虚拟教师以及虚拟角色创作等领域。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，相信TaoAvatar技术将在未来发挥更加重要的作用。