EmoTalk3D是一款由華為諾亞方舟實驗室、學和復旦大合開發的3D數字人框架。其核心技術在于合成具有豐富情感表達的3D會說話頭像，能夠精準捕捉和重現人類說話時的唇部動作、面部表情，甚至是細微的情感變化，如皺紋和其他面部微動。

EmoTalk3D是什么

EmoTalk3D是由華為諾亞方舟實驗室、學與復旦大學共同推出的一種3D數字人框架。它的核心在于生成具有豐富情感的3D會說話頭像。EmoTalk3D能夠捕捉并重現人類在說話時的唇部、面部表情，甚至是更細微的情感細節，如皺紋和其他面部微小動作。通過“Speech-to-Geometry-to-Appearance”映射框架，該技術實現了從音頻特征到3D幾何序列的預測，最終合成3D頭像的外觀。

EmoTalk3D的主要功能

• 情感表達合成：根據輸入的音頻信號生成相應情感的3D頭像動畫，包括喜悅、悲傷、憤怒等多種情感狀態。
• 唇部同步：確保3D頭像在發聲時，唇部與實際發音高度一致。
• 多視角渲染：支持從不同視角查看3D頭像，保持高質量和一致性。
• 動態細節捕捉：再現說話時的微表情和動態細節，如皺紋和細微表情變化。
• 可控情感渲染：用戶可以實時調整3D頭像的情感表達，滿足不同需求。
• 高保真度：采用先進渲染技術，生成高分辨率、極具真實感的3D頭像。

EmoTalk3D的技術原理

• 數據集建立（EmoTalk3D Dataset）：收集了多視角視頻數據，包括情感標注及每幀的3D面部幾何信息，數據來源于多個受試者在不同情感狀態下錄制的多視角視頻。
• 音頻特征提取：使用預訓練的HuBERT模型作為音頻編碼器，將輸入語音轉換為音頻特征，提取情感標簽。
• Speech-to-Geometry Network (S2GNet)：輸入音頻特征和情感標簽，預測動態3D點云序列，基于門控循環單元（GRU）架構生成4D網格序列。
• 3D幾何到外觀的映射（Geometry-to-Appearance）：基于4D點云，使用Geometry-to-Appearance Network (G2ANet)合成3D頭像的外觀，將外觀分解為規范高斯（靜態外觀）和動態高斯（由面部引起的皺紋、陰影等）。
• 4D高斯模型：采用3D高斯Splatting技術表示3D頭像外觀，每個3D高斯由位置、尺度、旋轉和透明度參數化表示。
• 動態細節合成：通過FeatureNet和RotationNet網絡預測動態細節，如皺紋和微表情變化。
• 頭部完整性：對非面部區域（如頭發、頸部和肩部），使用優化算法從均勻分布的點構建。
• 渲染模塊：融合動態高斯和規范高斯，渲染出視角的3D頭像動畫。
• 情感控制：通過人工設置情感標簽和時間序列變化，控制生成頭像的情感表達。

EmoTalk3D的項目地址

• 項目官網：https://nju3dv.github.io/projects/EmoTalk3D
• arXiv技術論文：https://arxiv.org/abs/2408.00297

EmoTalk3D的應用場景

• 虛擬助手和客服：可以作為智能客服或虛擬助手，提供更加自然和情感豐富的互動體驗。
• 電影和視頻制作：在電影、電視和視頻游戲中生成逼真的角色和動畫，提升視覺體驗。
• 虛擬現實（VR）和增強現實（AR）：在VR和AR應用中提供沉浸式體驗，與用戶進行更加真實的互動。
• 社交媒體和直播：用戶可以利用EmoTalk3D創建和自定義自己的3D形象，在社交媒體平臺或直播中展示。
• 廣告和市場營銷：創建吸引人的3D角色，應用于廣告宣傳或品牌推廣。

常見問題

EmoTalk3D是否可以用于商業用途？
是的，EmoTalk3D的應用場景廣泛，可以用于商業廣告、虛擬助手等多個領域。

如何獲取EmoTalk3D？
您可以訪問其官方網站，獲取更多信息和下載相關資源。

EmoTalk3D支持哪些平臺？
EmoTalk3D可以在多種平臺上使用，具體支持情況請參考官方網站的說明。