本文来自微信公众号：APPSO（ID：appsolution），作者：吴淇，头图来自：IC photo
最近，科学天才爱因斯坦又火了一把。5 月 21 日美国波士顿的拍卖行传出消息，爱因斯坦的一封写有 E=mc² 质能方程式的亲笔信，以超过 120 万美元（折合 772 万人民币）的高价被拍下。
带有质能方程式的爱因斯坦亲笔信，图片来自：Livescience
一封亲笔信就能卖出天价，如果可以用科技将他“复活”，岂不是价值过亿的大项目？
科技圈内早就有人对这项目蠢蠢欲动——两个不同领域的专业团队，在相隔 18400 公里的两个国家，将逝世 66 年的爱因斯坦，在他获得诺贝尔物理学奖的 100 周年当下，以另一种方式请了回来。
Alex Hammond 创作 CGI 爱因斯坦的过程，图片来自：Instagram (ID: hammondo)
4 月 14 日，一家新西兰公司发布了 AI 爱因斯坦，开了个 24 小时在线聊天室。一个月后，大洋彼岸的英国用 CGI 技术“邀请”到爱因斯坦拍摄公益广告，宣传智能电表和能源革命。
AI 爱因斯坦的“在线聊天室”，图片来自：voicebot.ai
AI 虚拟人物和 CGI 特效造人从来都是充满争议的领域，但这一次“爱因斯坦复活”却收获大量好评。
过去在这个问题上，有过太多负面声音——会担心这些虚拟人物抢了真人的饭碗，也会担心虚拟人物占据了原本与真人相处的时间，还会担心去世后无法左右自己的形象被如何商用等等。
毕竟，爱因斯坦充当的“科学大使”，还真没有几个人能抢得了他的饭碗。
Sue Odell Casting 参与创作的“伪爱因斯坦”摄像作品，图片来自：Facebook
爱因斯坦生前曾说过：“如果一个想法一开始不是荒谬的，那它就是没有希望的。”接下来，我们以全新的眼光看待 AI 虚拟人物和 CGI 特效造人技术，看看它们是如何“荒谬”而“有希望”的。
爱因斯坦真人影像，图片来自：Monophy
凭什么这款“伪爱因斯坦”比那款更受欢迎？
这两款“伪爱因斯坦”发布时间仅仅相差1个月，但受欢迎程度却天差地别。
位于新西兰和奥斯汀的 UneeQ，是一家专注构建数字虚拟人物的科技公司。在联合以色列 的希伯来大学发布 AI 爱因斯坦之前，UneeQ 已经为许多企业定制过虚拟人物，比如销售人员、财务顾问、健身教练等，承当类似人工客服的职责。
UneeQ 发布的虚拟人物，图片来自：UneeQ 官网
如果看完 UneeQ 先前创作的虚拟人物，再去看新发布的 AI 爱因斯坦，难免觉得有点怪异——爱因斯坦丰富的个性特质都被这块长方形屏幕、固定的方向角度、僵硬的表情与动作设定抹杀得所剩无几。
UneeQ 发布的 AI 爱因斯坦，图片来自：Dailymail
图片来自：AI 爱因斯坦“在线聊天室”
看似有对话框提供，可以向 AI 爱因斯坦提问任何问题，但其实他也只能回答有限的物理科学和过往经历的相关问题。
美国商业媒体 Fast Company 的编辑问了 AI 爱因斯坦一个超纲问题：“怎么做头发？”AI 爱因斯坦回答说：“我有比挑选衣服和整理头发更重要的事情要做。”
当问及他的妻子 Elsa 的时候，AI 爱因斯坦竟然回答道：“我为今天没能帮到你感到很抱歉。我还没有让你与真人服务连接的功能。”很明显，这样的回答与爱因斯坦的天才属性并不匹配。
另一款用 CGI 技术“复活”的“伪爱因斯坦”因为立体逼真，像极了爱因斯坦本人，受到大众欢迎。
CGI 爱因斯坦拍摄的广告，图片来自：Smart Meters 官网
CGI 是英文 computer-generated imagery 的缩写，即“电脑产生图像”。这门技术需要真人配合操作，经过摄像以及后期技术整合出来的虚拟分身，跟游戏中的角色塑造与换皮肤同理。
CGI 技术创建的数字虚拟人物，图片来自：YouTube
英国政府支持的非营利组织 Smart Energy GB 一直在能源革命宣传上费尽心思，可惜反响甚微。从它先前在 YouTube 发布的宣传视频来看，播放量几乎都在两位数的低位。
而与广告公司 AMV BBDO 合作，并委托全球视觉特效公司 The Mill 制作的 CGI 爱因斯坦拍摄广告，在 YouTube 发布后短时间即拥有 100 万播放量。
CGI 爱因斯坦拍摄的广告，图片来自：The Mill 官网
CGI 爱因斯坦拍摄的广告，图片来自：The Mill 官网
找上爱因斯坦主演这系列公益广告，可以说得上最明智的选择。
“没有谁比阿尔伯特·爱因斯坦更能担任现代技术的大使了。我们希望公众真的很喜欢看到这次项目中机智和幽默的他。他提醒我们，虽然我们开始在生活的许多领域中采用智能技术，但我们的能源系统却落后了。他提醒英国公众，智能电表将有助于我们国家能源系统的现代化，并鼓励他们安装一个，让英国的能源系统更适应未来的发展。”
——Smart Energy GB 的营销总监 Chris Taggart
CGI 爱因斯坦拍摄的广告，图片来自：The Mill 官网
为了实现这样意义非凡的广告，这款“伪爱因斯坦”也是 The Mill 团队超越以往的高度还原名人的作品。
耗时 12 个月的研发、建模、纹理处理、修饰、照片、动画、合成和微调，连爱因斯坦头上每一根毛发、脸上每一根皱纹都被精心处理过，这才有了以假乱真的爱因斯坦。
CGI 爱因斯坦广告的幕后制作视频，图片来自：The Mill 官网
CGI 爱因斯坦广告的幕后制作视频，图片来自：The Mill 官网
创造出一个逼真的虚拟人物已经很难了，“复活”爱因斯坦这样极具辨识度的人就更难了。
扮演爱因斯坦的演员 John Guerrasio，连头盖骨都长得与爱因斯坦极其相似。在幕后视频中，演员的脸上被贴上用来追踪脸部动作的黑色圆点，后期再将 CGI 建模出来的爱因斯坦脸部，跟演员换脸。
CGI 爱因斯坦拍摄的广告，图片来自：The Mill 官网
CGI 爱因斯坦广告的幕后制作视频，图片来自：YouTube
John Guerrasio 还被指导拍摄了所有可能牵动脸部肌肉的表情动作，建立了一个专属爱因斯坦的表情库，可以说是我们日常所用的表情包的顶级版本。
CGI 爱因斯坦广告的幕后制作视频，图片来自：The Mill 官网
The Mill 公司中 CG 部门的核心人物 Alex Hammond 为了做好这个项目，称自己是“住到这个项目里面的”。他认为想要做好这个人物，就必须进到角色里面——“你必须了解他的过往，相信他的政治观点，所有这些研究都涉及到你要让这个角色成为什么模样？你是否试图通过这个人物创作去表现出来？”
负责 CGI 爱因斯坦项目的主创 Alex Hammond 和演员 John Guerrasio，图片来自：The Mill 官网
这样用 CGI 创作出来的爱因斯坦，才会让大众有如同爱因斯坦再世的亲切感。
CGI 爱因斯坦广告的特写画面，图片来自：The Mill 官网
浴缸中的视频可以说是其中最有趣的一个，开头爱因斯坦便用 Instagram 拍了张带滤镜的自拍照，发布后开心告诉大家有人点赞了。
CGI 爱因斯坦在浴缸中拍摄的广告，视频来自：The Mill 官网
拍摄的分镜头绘制，图片来自：YouTube
CGI 爱因斯坦广告的幕后制作视频，图片来自：YouTube
这张模仿爱因斯坦最经典吐舌头动作的自拍，在之后还会挂在网上出售。
CGI 爱因斯坦的自拍照，图片来自：YouTube
对虚拟人物的反感，原来是有科学依据的
我们热衷于捏脸，在不同的 app 中创造自己的分身，这些是 AI 技术带给我们的乐趣之一。在去年风靡一时的“AI 画伯”，通过对真人照片 AI 处理后，生成不同风格的肖像画，发布一周内就有超过 100 万人挤进了这个小网站。
特朗普照片和他的 AI 肖像画，图片来自：The Awesomer
但到了 AI 虚拟人物（AI Digital Human）上，却一直不怎么讨人喜欢，甚至会有害怕的感觉。这背后有个听起来很深奥，但实际很易懂的科学原理——“恐怖谷效应”（Uncanny Valley Effect）。这个概念始于 1970 年，由日本机器人专家的森政弘教授提出。
日本机器人专家的森政弘教授，图片来自：DANAnet
森政弘教授表示，随着机器人变得更加人性化，它们可以显得更加易于亲近，但一旦与人的相似性达到某种程度的时候，即便是外观的细微瑕疵都会让它们看起来很怪异。因此，在技术无法达到逼真还原真人的当时，机器人在制造时会被建议不要过分模仿真人。
1960~1970 年代的日本机器人，图片来自：Yahoo 拍卖
有着“国外贴吧”之称的社交网站 Reddit 上，网友用知名音乐人 Damon Albarn 的各种形象图做了一张“恐怖谷效应”曲线图。
用知名音乐人 Damon Albarn 形象做的“恐怖谷效应”曲线图，图片来自：Reddit
这张如同山谷的曲线图上，横坐标表示与真人的相似度，纵坐标则是亲切度。从左边开始，曲线随着图像与真人相似度的上升，而显得越发亲切，直到峰值后，曲线突然下降，看起来越来越像真人的“玩偶”，却给人怪异甚至恐怖的感觉。
因为我们的大脑与生俱来就有感知、阅读和区分人类面部肌肉运动的能力，并在后期的成长中变得更加精准。因此，CGI 脸部建模或是动画虚拟人物上极小的不完美，都会触发我们大脑中的警报功能，并催生一种疏离感，让我们心生恐怖。
在图表右端，随着相似度超过 99%，到达完美接近真人的程度时，亲切度才能到达最高值。
不够逼真的机器人（图左）和真人（图右）比对，图片来自：Virtual Reality Pop
“恐怖谷效应”对恐怖感的透析如此深入，自然也被大量应用在恐怖片之中。在恐怖片中玩偶道具的制作，似人非人的程度恰恰是“恐怖谷效应”曲线的低谷位置。而那些没有处理好“恐怖谷效应”的电影，也很容易变得预设之外的恐怖。同样，一座水准不到位的蜡像馆，也会变成恐怖场所。
动画电影因为需要创作大量虚拟人物题材，成为时常触礁的危险成员，如 1988 年皮克斯短片《锡铁小兵》里面的婴儿 Billy，和被称为历史上最大的票房炸弹之一的 2011 年动画电影《火星需要妈妈》。
1988 年皮克斯短片《锡铁小兵》里面的婴儿 Billy
2011年动画电影《火星需要妈妈》
那到达“恐怖谷效应”曲线前端峰值的形象是什么样子的呢？《机器人总动员》可以说是绝佳案例，被形容为刚刚好的“可爱”。
动画电影《机器人总动员》中的 WALL-E，图片来自：The Art Of Vibing
《阿凡达》里面的潘多拉星球居民，也恰恰处在“恐怖谷效应”曲线的好位置，若是人类形象仅仅换上蓝色皮肤，恐怕获得观众好感的难度系数要大为增加。
《阿凡达》电影幕后制作视频，图片来自：YouTube
虚拟人物已经进入黄金时代，成为人工智能的未来
创建出一张与真实人物几乎无异的虚拟人脸，难度系数是极高的，更不用说是人物特征极其明显，并且是为大众所熟知的爱因斯坦了。
迪士尼研究工作室的副总裁、曾获两项奥斯卡奖项的马库斯·格罗斯（Markus Gross）在去年发表的论文《人工智能的未来——虚拟人物进入黄金时代》中，将逼真还原真人归纳为四个部分。
首先，我们需要高度精准的面部表情和动作的三维捕捉，特别是在嘴巴周围。
第二，我们需要一个逼真的人眼模型以及它的运动对面部表现的影响。
第三，我们需要对人类的头发、牙齿、舌头、脖子以及最重要的人类皮肤的外观和纹理进行建模。光线与皮肤、牙齿的相互作用是相当复杂的，因为光线会穿透皮肤并产生半透明和丝滑的效果。如果缺少这些数值，脸部就会显得像塑料和玩具一样。
最后，要使一张虚拟脸部看起来像漫威中的魁隆或者绿巨人，就需要大量的人工精修。
《复仇者联盟 3》的幕后制作视频，图片来自：Syfy Wire
真正打破与真实人界线的虚拟人物创作，不得不提及前几年走红的 Lil Miquela。在 Instagram 坐拥百万粉丝的她，好像拥有与其他时尚博主不相上下的生活，影响力也能与当红明星比肩。直至一场炒作营销，Lil Miquela 才向大众披露自己作为虚拟人物的身份。
CGI 虚拟人物 Lil Miquela，图片来自：Instagram (ID: lilmiquela)
循着 Lil Miquela 路线走红的虚拟偶像，还有黑人超模 Shudu Gram、韩系少女 ROZY 和东京粉发女孩 Imma 等人，她们组成的网红军团，曾凭着“现在的网红不是人”上了头条榜单。
CGI 模特 Shudu Gram（图左）和 ROZY（图右），图片来自：Instagram (ID: shudu.gram)
CGI 模特 Imma，图片来自：Instagram (ID: imma.gram)
仔细观察这些虚拟人物，会发现她们很真实。Lil Miquela 脸上有雀斑，鼻子也略大，双门牙间还有明显缝隙，并不符合大众的美女标准，却带着让年轻人青睐的酷感。她们会有自己的生活，会有自己的观点，每次发布也很有故事情节，她们的真实感让“恐怖谷效应”望而却步。
CGI 虚拟人物 Lil Miquela 和她的朋友们，图片来自：Instagram (ID: lilmiquela)
相反，回顾 CGI 技术在 2013 年“复活”的李小龙和 2014 年“复活”的奥黛丽·赫本，看起来拥有姣好形象的他与她，却让人莫名有着一股疏离感。
CGI 李小龙拍摄的尊尼获加威士忌广告，图片来自：YouTube
当年为了创造出逼真的奥黛丽·赫本，找来了三位与她相似的演员（实际只有两人参与拍摄），一同拍摄组合出最后广告中的“伪奥黛丽·赫本”。
扮演德芙广告中奥黛丽·赫本角色的两位演员，图片来自：Vintage News Daily
虽然这位赫本一如真人在电影《罗马假日》的俏皮与优雅，但过分精致完美的脸部，像是被过度滤镜了，有种如同芭比娃娃的不真实感。
CGI 奥黛丽·赫本拍摄的德芙巧克力广告，图片来自：YouTube
不仅如此，虚拟人物要想让我们达到共情，还要在表情和动作上花上很多功夫。
凭着《阿凡达》和《金刚》获得奥斯卡科学技术奖项的马克·赛格（Mark Sagar），在 2016 年与葛雷格·克罗斯（Greg Cross）共同创办了 Soul Machines 公司，为虚拟人物注入“灵魂”（公司名字 Soul 即“灵魂”的意思）。
Soul Machines 设计的虚拟小孩，图片来自：Bloomberg Businessweek
他们打造的虚拟人物有着如同真人的大脑，表面布满深浅不一的沟壑，每个区域都密布神经及神经元，当用户启动对应的大脑处理区域，去表达自己的时候，虚拟人物就会做出回应。
不仅如此，这类虚拟人物还能够透过真人脸部肌肉的活动来辨别情绪，并且还用在自己脸上去表现对应的情绪。这套虚拟系统是他们累积六七年研究的最新成果。
Soul Machines 为新西兰航空公司打造的虚拟人物 Sophie，图片来自：Soul Machines 官网
而今年虚拟人物同样有突破性的进展，由美国 Epic Games 公司推出的在 MetaHuman Creator 在 4 月 14 日上线。
这项云端应用将复杂的虚拟人物创作大大简化了，缩短到几分钟到几小时之内的“即兴创作”，但出来的效果却撑得起“精良制作”的描述。系统自带数据库均来自对真人的扫描，真人还原度极高。数据库容量也很大，满足了小制作游戏角色建模的大部分需求。
MetaHuman Creator 宣传短片，图片来自：Unreal Engine 官网
即使不是游戏角色创作，用上这类应用为自己创作一个虚拟分身，可能也将是未来智能时代的日常需求。
随着 MetaHuman Creator 这类应用的推广，CGI 技术将不再是难以触及的“高科技”，曾经的高墙即将被全面推倒，让人心生恐惧的“恐怖谷效应”也已被打破，这项新技术将在未来以有着“灵魂”的最真实面孔与最广泛大众朝夕相处。
本文来自微信公众号：APPSO（ID：appsolution），作者：吴淇