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需要解剖切片才能构建的“虚拟人”(上)

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最近,元宇宙的概念大火,也带热了与元宇宙相辅相成的原生居民——“虚拟人”。在刚刚结束的冬奥会上也随处可见虚拟数字人打工的身影。但今天我们要讲的不是“虚拟数字人”,而是“数字化虚拟人”。两者看似只有语序上的颠倒,但涉及的范围确实天差地别。

数字化虚拟人其实包含两个方面:一是数字人,二是虚拟人。

其中“数字人”(Digital Human)是通过计算机技术,在电脑上制作人体形态框架,将人体结构的数据添加到这个框架上,使这个框架变得更立体完整,从内到外都拥有和真实的人相同的骨骼器官,具备各器官的新陈代谢机能,能较为真实地显示出人体的正常生理状态和出现的各种变化,也能根据系统设置去模仿真人对应反应,在网络里成为有血有肉的“人”。

虚拟人(Virtual Human)包含在数字人里,是通过先进的信息技术与生物技术相结合的方式,可以在计算机上操作的有真实人体器官数据的三维模型“数字人”。他有四个发展阶段:“虚拟可视人”、“虚拟物理人”、“虚拟生理人”和“虚拟智能人”。

和可以通过捏脸软件捏出来的“自己”或者“Meet Gu”这类虚拟数字人显而易见的不同的是,数字化虚拟人并不是“实心”的。数字化虚拟人不仅仅拥有人的外形,内里的骨骼、器官、血管,甚至包括细胞也都是有真实的人体结构数据支撑的。

那这些人体结构数据是从哪里得来的呢?

人体是由100多万亿给细胞组成的复杂整体,要想获得每个器官、每条血管真实准确的结构数据,凭空想象是不行的,只能通过解剖切片。

通过把尸体解剖成许多层薄片,再把薄片拍摄成彩色数码相片,然后通过扫描得到相应的人体结构数据,再把原始数据输入计算机,完成虚拟可视人的数据采集;之后利用计算机把数据组合起来,重构成一个有真实人体解剖结构的三维立体虚拟人体。他可以随意缩放、旋转及分解,成为一个真正的虚拟可视人。

可能会有人觉得把尸体切成薄片让人毛骨悚然,但正所谓“知己知彼,百战百胜”,解剖也是医学的基础,如果我们不去了解我们自身的生理结构,不了解各个器官起到什么作用,他们相互之间是如何运行的,在生病的时候就很难找到病因,束手无策。同时这些“虚拟人”构建完成之后,受益的也不止是医疗领域,在教育、国防、航空航天等领域都有广泛的应用价值。

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