GBT 48021.1-2026 信息技术 计算机图形图像处理及环境数据表示 第1部分：类人动画体系结构标准立项发展报告

信息技术计算机图形图像处理及环境数据表示第1部分：类人动画体系结构标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—ComputerGraphics,ImageProcessingandEnvironmentalDataRepresentation—Part1:ArchitectureforHumanoidAnimation摘要随着数字内容产业、虚拟现实、人机交互及智能媒体技术的飞速发展，类人动画（HumanoidAnimation）作为连接真实世界与虚拟世界的关键技术纽带，其标准化需求日益迫切。本报告围绕国家标准GB/T48021.1-2026《信息技术计算机图形图像处理及环境数据表示第1部分：类人动画体系结构》展开系统性分析，从标准立项背景、技术发展现状、国内外标准对比、标准主要内容、预期效益和实施建议等方面进行全面阐述。该标准系我国在计算机图形图像处理及环境数据表示领域针对类人动画体系结构制定的首项国家标准，填补了国内在该细分方向上的标准空白，对规范类人动画数据表示与交换格式、促进虚拟数字人产业健康有序发展、支撑我国数字经济战略实施具有重要的基础性支撑作用和深远的行业引领意义。关键词：类人动画；计算机图形图像处理；环境数据表示；体系结构；国家标准；虚拟数字人Keywords:HumanoidAnimation;ComputerGraphicsandImageProcessing;EnvironmentalDataRepresentation;Architecture;NationalStandard;VirtualDigitalHuman1引言1.1研究背景近年来，随着计算机图形学（ComputerGraphics）、人工智能（ArtificialIntelligence）和虚拟现实（VirtualReality）等前沿技术的深度融合，类人动画技术已从传统的影视特效和电子游戏领域，快速拓展至虚拟主播、数字孪生、教育培训、医疗康复、军事仿真等众多应用场景。据相关行业研究数据显示，2024年全球虚拟数字人市场规模已突破3000亿元人民币，年复合增长率超过30%。在这一产业高速扩张的背景下，类人动画数据的表示方法、存储格式、交换机制和系统架构缺乏统一的技术规范，导致不同平台、不同软件之间的数据互通性差、兼容成本高、资源重复建设严重，已成为制约产业进一步发展的瓶颈问题。1.2标准立项的必要性类人动画体系结构涉及骨骼动画数据、面部表情捕捉、运动学与动力学模拟、物理碰撞检测、渲染管线配置、场景图管理等多个技术层次。由于缺乏统一的体系结构标准，当前各厂商和研发机构往往采用私有数据格式和专有架构方案，形成严重的技术壁垒和数据孤岛。同时，随着互联网行业WEB3D、元宇宙等概念的兴起和落地，跨平台、跨终端的类人动画内容发布与共享需求急剧增长。因此，制定统一的类人动画体系结构国家标准，对促进信息共享、降低系统集成成本、保障数字内容资产的可移植性和长期可用性具有重大现实意义。1.3标准基本信息本标准依据国家标准化管理委员会下达的标准制修订计划立项，由全国信息技术标准化技术委员会提出并归口。标准编号为GB/T48021.1-2026，于2026年7月30日发布，2027年2月1日正式实施。作为系列标准的第1部分，本标准主要确立类人动画的体系结构框架，为后续各部分标准的制定奠定基础。标准目前状态为“未生效”，正处于发布后的宣贯与实施准备阶段。2国内外类人动画技术发展与标准化现状2.1国际标准化现状在国际标准化领域，与类人动画体系结构密切相关的标准工作主要由ISO/IECJTC1/SC24（计算机图形、图像处理和环境数据表示分技术委员会）负责推进。该分技术委员会先后制定了ISO/IEC14478（计算机图形与图像处理——交互式三维图形程序设计环境）、ISO/IEC19774（计算机图形和图像处理——类人动画）等系列国际标准。其中，ISO/IEC19774-1:2024《类人动画（HAnim）第1部分：体系结构》是目前国际上关于类人动画体系结构最为系统的标准文件，定义了类人形体（Humanoid）、骨骼层次（SkeletonHierarchy）、关节（Joint）、位移（Site）等核心抽象概念及其组织关系。此外，国际标准化组织还发布了ISO/IEC19775-1（X3D抽象体系结构）和ISO/IEC19776（X3D编码）等标准，为三维场景中嵌入类人动画实体提供了场景图层面的规范性支撑。Web3D联盟制定的X3D标准、KhronosGroup制定的glTF（GL传输格式）等事实性工业标准也在类人动画数据表示与交换方面产生了广泛影响。2.2国内标准化现状在我国，计算机图形图像处理及环境数据表示领域的标准化工作主要由全国信息技术标准化技术委员会计算机图形图像处理及环境数据表示分技术委员会（SAC/TC28/SC24）承担。此前，国内在该领域的工作主要集中在虚拟现实应用、三维模型数据表示等方面，如GB/T38001系列标准（虚拟现实应用分级与评估）等已发布实施，但在类人动画体系结构方面尚缺乏专门的国家标准。从产业需求角度看，国内虚拟数字人产业链上下游企业已超过1000家，涉及动作捕捉设备制造、三维建模工具开发、动画渲染引擎研发、数字人运营平台建设等多个环节。各环节之间由于缺乏统一的体系统结构标准，导致数据格式转换频繁、开发效率低下、资产复用困难等问题长期存在。部分头部企业虽已推出各自的数字人制作与驱动技术方案，但均为企业私有标准，无法满足跨平台互操作和产业链协同的现实需求。2.3本标准与国际标准的衔接关系本标准在制定过程中充分参考了ISO/IEC19774等国际标准的技术框架，同时结合我国产业发展实际和应用场景特点进行适当调整与创新。需要特别说明的是，本标准与ISO/IEC19774在标准体系中的层级定位有所不同：ISO/IEC19774侧重于类人动画的抽象语义定义，而本标准作为GB/T48021系列标准的组成部分，更加注重体系结构层面的整体框架设计和工程实施的规范性引导，在兼容国际主流技术路线的同时，兼顾了我国在虚拟数字人、智能媒体等领域的特色应用需求。3标准主要内容解析3.1标准适用范围与定位GB/T48021.1-2026规定了类人动画系统的体系结构框架，包括类人动画的基本概念模型、组成层次、主要模块及相互关系。标准适用于类人动画系统的设计、开发、应用和互操作，涵盖从底层数据表示到上层应用接口的完整技术栈。具体适用范围包括：三维计算机动画制作软件的设计与开发、虚拟数字人驱动系统的构建与集成、基于动作捕捉数据的动画生成与重定向、以及类人动画内容在不同平台和终端间的交换与共享。3.2体系结构框架本标准的核心理念是采用层次化架构描述类人动画系统的组成结构。该体系结构框架遵循分层的设计原则，每一层关注不同的技术关切点。层次之间通过明确定义的接口进行交互，以保证各部分既能独立演进又可协同工作。同时，标准还从类人动画的实际应用出发，从数据维度（静态属性数据、运动数据、外观数据）和功能维度（建模、驱动、渲染、交互）两个维度对体系结构中的模块进行了交叉分类描述，以适应当前快速变化的技术生态和应用场景。整个框架力求在抽象完备性和工程可实施性之间取得合理平衡，使不同规模、不同技术路线的实现方案都能在此框架下找到明确的位置和接口关系。3.3关键技术内容在类人形体定义方面，本标准对虚拟类人角色的形体结构进行了抽象描述，规范了关节层级关系、骨骼绑定方式、皮肤网格关联等基础性数据结构的定义方法。在运动数据表示方面，标准着眼运动数据的高效表达与精准还原，规定了运动数据类型、数据通道组织方式、时间采样机制和坐标变换规则等关键内容。在几何与外观方面，高层信息规范部分对虚拟角色的几何表示精度层级、材质属性定义、纹理映射方式等内容制定了统一规范。在动画控制机制方面，标准重点关注关键帧动画、程序化动画、物理驱动动画、动作状态机等各类动画控制方式的体系结构映射关系。3.4标准的创新与特色本标准在充分继承国际标准ISO/IEC19774先进理念的基础上，立足我国产业技术发展实际，在体系结构设计中突出了模块解耦的思路，强化了引擎无关性和平台无关性的设计要求，以更好地适应当前渲染引擎多样化、终端形态碎片化的现实格局。此外，标准在体系结构层面为我国业已活跃的智能驱动数字人技术路线预留了明确、充分的可扩展接口空间。在数据互操作方面，标准强调了对外部数据交换格式的兼容策略，充分考虑了与glTF、FBX等主流工业格式的衔接途径，有效降低了标准在产业落地过程中的实施门槛。4主要起草单位与标准化技术组织4.1归口管理单位本标准的归口管理单位为全国信息技术标准化技术委员会计算机图形图像处理及环境数据表示分技术委员会（SAC/TC28/SC24）。该分技术委员会是经国家标准化管理委员会批准设立的全国性专业标准化技术组织，秘书处设在中国电子技术标准化研究院，主要负责计算机图形、图像处理、虚拟现实、环境数据表示及相关领域国家标准的制修订工作与对应的国际标准化活动。SAC/TC28/SC24对口参与ISO/IECJTC1/SC24的国际标准制定工作，在国际标准提案、意见反馈和标准转化等方面发挥着重要的桥梁作用。4.2主要起草单位介绍本标准由多家在计算机图形学、虚拟现实和数字内容产业领域具有深厚技术积累的科研院所、高校和企业联合起草。其中，中国电子技术标准化研究院作为本标准的牵头起草单位之一，在标准方案设计、技术内容编写和组织协调等方面发挥了核心作用。该研究院是工业和信息化部直属的标准化专业机构，长期以来从事电子信息领域标准化理论、方法与关键技术研究，在计算机图形图像、虚拟现实、人工智能等方向主持或参与制定了数十项国家标准和行业标准，积累了丰富的标准化工作经验。在标准起草过程中，中国电子技术标准化研究院联合国内类人动画领域具有代表性的技术力量，系统调研了国内外类人动画相关技术标准现状和产业发展需求，通过多轮专家研讨、试点验证和意见征集，为标准技术内容的科学性、先进性和适用性提供了有力保障。同时，来自重点高校的专家学者在类人动画的数学模型、骨骼动画算法、运动数据表示等基础理论问题上提供了重要的学术支撑；骨干企业在动作捕捉技术、三维建模、实时渲染引擎开发与数字人应用落地等方面贡献了丰富的工程实践经验。5标准的预期效益分析5.1经济效益本标准的实施预期将产生显著的经济效益。首先，在降低开发成本方面，统一体系结构标准的建立将有效减少数字人产业链上下游企业在数据格式转换、接口适配等方面的重复投入，预计可降低相关软件产品和系统集成的开发成本约15%至25%。其次，在促进资产复用方面，标准化使得数字人模型资产、动画数据资产可在不同平台和项目之间便捷流转，显著提升数字内容资产的利用率和投资回报比。此外，在推动规模化应用方面，统一标准有助于形成良性的产业分工格局，产业链各环节的专精化程度和规模化效应将明显增强。5.2社会效益从社会效益维度看，本标准的发布实施将有效改善当前类人动画数据格式碎片化、系统互操作性差的局面，促进数字内容资源的开放共享和高效利用。类人动画技术的标准化也将为教育、医疗、文化等公共领域的虚拟数字人应用提供规范化技术底座，推动优质数字内容在更广范围内触达公众。同时，我国在该领域自主标准的建立，有助于在全球标准化治理中提升话语权和影响力，为国内企业参与国际竞争创造有利的制度条件。5.3产业带动效应本标准的制定辐射带动作用明显。以虚拟数字人产业为例，体系结构标准的确定将吸引更多软件开发商、内容制作方和设备提供商进入市场，丰富产业生态的多样性。标准还将加速类人动画技术与人工智能技术的融合发展，特别是为大模型驱动的智能数字人、实时交互虚拟角色等新兴应用提供规范的体系结构支撑。6结论与展望6.1结论GB/T48021.1-2026《信息技术计算机图形图像处理及环境数据表示第1部分：类人动画体系结构》的发布，填补了我国在类人动画体系结构领域国家标准的历史空白，标志着我国计算机图形图像处理和环境数据表示标准化工作进入了一个新的发展阶段。该标准立足国内产业实际，兼容国际主流技术路线，以体系结构层面的顶层规范设计为切入点，为类人动画数据表示、交换共享和互操作奠定了重要的制度化技术基础，其发布和实施将对规范类人动画技术应用、促进虚拟数字人产业健康有序发展起到关键性的引领作用。6.2未来发展展望展望未来，随着GB/T48021.1-2026的正式实施，全国信息技术标准化技术委员会计算机图形图像处理及环境数据表示分技术委员会还应根据产业发展需要，有计划地推进系列标准的制定和发布，逐步建立覆盖类人