【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及虛擬現實，尤其涉及一種沉浸式大空間多人交互系統及方法。
技術介紹
1、虛擬現實(virtual?reality，簡稱vr)是一種通過計算機技術模擬生成一個三維空間的虛擬世界，是指用戶通過特定的硬件設備和軟件平臺，與虛擬現實環境中的人工構建的三維場景進行互動的過程，獲得與現實世界相似的感知和體驗，虛擬現實技術融合了計算機圖形學、人機接口技術、傳感技術、心理學等多個領域的研究成果，旨在為用戶提供沉浸式、交互式和構想式的體驗。
2、隨著科技的發展和人們要求的提高，越來越多的人喜歡上了虛擬現實交互系統，而隨著虛擬現實技術的不斷發展，人們也逐漸不滿足單純的與虛擬現實環境進行交互，沉浸式大空間多人交互技術應運而生，它結合了虛擬現實(vr)、增強現實(ar)、全息投影和其他交互技術，創造出一個能夠讓多個用戶在同一物理空間內共同參與的沉浸式體驗環境。
3、現有的沉浸式大空間多人交互系統大都功能單一，無法全面準確的采集用戶的動作特征，導致不能保證虛擬空間中的虛擬人物形象能夠與交互空間中的用戶同步動作，降低了用戶交互體驗，且交互過程中不便于對系統所處網絡環境進行實時監測，導致用戶不能在交互過程中實時知悉系統的網絡環境狀態，無法及時作出相應處理，一定程度上降低了交互穩定性，因此，本專利技術提出一種沉浸式大空間多人交互系統及方法用以解決現有技術中存在的問題。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術的目的在于提出一種沉浸式大空間多人交互系統及方法，解決現有的沉浸式多
2、為了實現本專利技術的目的，本專利技術通過以下技術方案實現：一種沉浸式大空間多人交互系統，包括數據采集終端、網絡通信終端、虛擬現實平臺和安全驗證終端；
3、所述數據采集終端包括用于對交互空間內的用戶進行動作捕捉的光學式動作捕捉模塊和穿戴式動作捕捉模塊以及用于將捕捉到的動作數據發送至虛擬現實平臺的數據傳輸模塊；
4、所述網絡通信終端包括用于為系統中各設備提供局域網網絡通信服務的局域網模塊和用于監控系統所處網絡環境的網絡監控模塊；
5、所述虛擬現實平臺包括用于對捕捉到的動作數據進行接收并處理的數據處理模塊、用于存儲虛擬環境構建用素材數據的數據存儲模塊、用于構建多人交互用大空間虛擬現實環境的虛擬環境構建模塊和用于將構建出的虛擬現實環境反饋顯示給用戶的虛擬環境反饋模塊；
6、所述安全驗證終端包括用于驗證用戶身份信息的身份驗證模塊和用于對多人交互過程中產生數據進行加密保護的數據加密模塊。
7、進一步改進在于：所述光學式動作捕捉模塊包括布置于交互空間內的光學相機和由交互空間內用戶穿戴的動作捕捉穿戴服，所述動作捕捉穿戴服的關節部分安裝有與光學相機適配的反光標識點；
8、所述穿戴式動作捕捉模塊包括由交互空間內用戶穿戴的數據手套、穿戴式護腰和穿戴式護腿，所述數據手套、穿戴式護腰和穿戴式護腿均內置有慣性傳感器。
9、進一步改進在于：所述數據傳輸模塊包括用于對捕捉到的動作數據進行清洗預處理的數據預處理單元和用于將預處理后的動作數據發送至虛擬現實平臺的數據發送單元，所述數據發送單元采用無損壓縮技術對預處理后的數據進行壓縮并通過網絡通信系統發送至虛擬現實平臺。
10、進一步改進在于：所述局域網模塊在系統的交互空間內，以光纖為物理介質來連接系統中各設備的通信網絡，為系統中各設備之間提供局域網網絡通信服務，所述網絡監控模塊包括用于檢測網絡通信狀態的網絡檢測單元和用于將網絡通信狀態檢測結果通知給用戶的檢測通知單元。
11、進一步改進在于：所述數據處理模塊包括用于接收數據傳輸模塊傳輸數據的數據接收單元、用于對接收到的數據進行數據轉換的數據轉換單元和用于對轉換后的數據進行特征提取的特征提取單元，所述數據接收單元接收到數據后采用無損解壓技術對數據壓縮包進行解壓，所述數據轉換單元對解壓后的數據進行標準化處理，使其格式統一，所述特征提取單元采用主成分分析法對標準化處理后的數據中的特征數據進行提取。
12、進一步改進在于：所述虛擬環境構建模塊包括用于創建大空間虛擬交互場景的虛擬交互場景創建單元和用于在大空間虛擬交互場景中創建用戶虛擬人物形象的虛擬人物創建單元，所述虛擬人物創建單元為用戶提供虛擬人物形象設計創建功能，并將數據處理模塊處理得到的目標動作特征導入創建的虛擬人物，使虛擬人物與交互空間內的用戶同步動作，所述虛擬交互場景創建單元利用虛擬現實技術模擬現實景觀，并結合三維渲染引擎技術，生成虛擬空間，同時將數據存儲模塊中存儲的素材數據導入到虛擬空間中。
13、進一步改進在于：所述虛擬環境反饋模塊包括用于顯示多人交互用大空間虛擬現實環境的虛擬顯示單元和用于將虛擬環境構建模塊構建出的多人交互用大空間虛擬現實環境發送至虛擬顯示單元的虛擬反饋單元，所述虛擬顯示單元為穿戴式vr頭盔。
14、進一步改進在于：所述身份驗證模塊對參與虛擬交互的用戶進行身份驗證和訪問控制，所述數據加密模塊通過區塊鏈技術，對系統中用戶交互過程中產生的數據進行加密保護。
15、一種沉浸式大空間多人交互系統的交互方法，包括以下步驟：先利用安全驗證系統對交互空間內的各個用戶進行身份驗證，驗證通過后各個用戶登入系統，再利用數據采集系統中的光學式動作捕捉模塊和穿戴式動作捕捉模塊對交互空間內的用戶進行動作捕捉，并利用數據傳輸模塊將捕捉到的動作數據通過網絡通信終端發送至虛擬現實平臺，接著由虛擬現實平臺中的數據處理模塊對動作數據進行接收并提取出其中的特征數據，隨后根據提取出的特征數據，并結合數據存儲模塊中存儲的素材數據，利用虛擬環境構建模塊構建出虛擬交互場景，然后利用虛擬環境反饋模塊將構建出的虛擬交互場景反饋至交互空間內的用戶處，并展示給用戶，使交互空間內的不同用戶在同一虛擬交互場景中進行沉浸式交互。
16、本專利技術的有益效果為：本專利技術通過光學式動作捕捉模塊和穿戴式動作捕捉模塊的結合共同對交互空間內的用戶進行動作捕捉，能全面準確的采集用戶的動作特征數據，從而保證了后續虛擬空間中的虛擬人物形象能夠與交互空間中的用戶同步動作，提升了用戶交互體驗，且通過虛擬交互場景創建單元創建大空間虛擬交互場景，并通過虛擬人物創建單元在大空間虛擬交互場景中創建用戶虛擬人物形象，能使虛擬人物形象能與虛擬環境有效交互，為多用戶帶來良好的沉浸式大空間的交互體驗，另外通過局域網模塊為系統中各設備提供局域網網絡通信服務，并通過網絡監控模塊監控系統所處網絡環境，從而使用戶在交互過程中能實時知悉系統的網絡環境狀態，能及時作出相應處理，提升了整個交互過程中穩定性。
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1.一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：包括數據采集終端、網絡通信終端、虛擬現實平臺和安全驗證終端；
2.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述光學式動作捕捉模塊包括布置于交互空間內的光學相機和由交互空間內用戶穿戴的動作捕捉穿戴服，所述動作捕捉穿戴服的關節部分安裝有與光學相機適配的反光標識點；
3.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述數據傳輸模塊包括用于對捕捉到的動作數據進行清洗預處理的數據預處理單元和用于將預處理后的動作數據發送至虛擬現實平臺的數據發送單元，所述數據發送單元采用無損壓縮技術對預處理后的數據進行壓縮并通過網絡通信系統發送至虛擬現實平臺。
4.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述局域網模塊在系統的交互空間內，以光纖為物理介質來連接系統中各設備的通信網絡，為系統中各設備之間提供局域網網絡通信服務，所述網絡監控模塊包括用于檢測網絡通信狀態的網絡檢測單元和用于將網絡通信狀態檢測結果通知給用戶的檢測通知單元。
5.根據權利要求1所述的
6.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述虛擬環境構建模塊包括用于創建大空間虛擬交互場景的虛擬交互場景創建單元和用于在大空間虛擬交互場景中創建用戶虛擬人物形象的虛擬人物創建單元，所述虛擬人物創建單元為用戶提供虛擬人物形象設計創建功能，并將數據處理模塊處理得到的目標動作特征導入創建的虛擬人物，使虛擬人物與交互空間內的用戶同步動作，所述虛擬交互場景創建單元利用虛擬現實技術模擬現實景觀，并結合三維渲染引擎技術，生成虛擬空間，同時將數據存儲模塊中存儲的素材數據導入到虛擬空間中。
7.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述虛擬環境反饋模塊包括用于顯示多人交互用大空間虛擬現實環境的虛擬顯示單元和用于將虛擬環境構建模塊構建出的多人交互用大空間虛擬現實環境發送至虛擬顯示單元的虛擬反饋單元，所述虛擬顯示單元為穿戴式VR頭盔。
8.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述身份驗證模塊對參與虛擬交互的用戶進行身份驗證和訪問控制，所述數據加密模塊通過區塊鏈技術，對系統中用戶交互過程中產生的數據進行加密保護。
9.應用于權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統的交互方法，其特征在于，包括以下步驟：先利用安全驗證系統對交互空間內的各個用戶進行身份驗證，驗證通過后各個用戶登入系統，再利用數據采集系統中的光學式動作捕捉模塊和穿戴式動作捕捉模塊對交互空間內的用戶進行動作捕捉，并利用數據傳輸模塊將捕捉到的動作數據通過網絡通信終端發送至虛擬現實平臺，接著由虛擬現實平臺中的數據處理模塊對動作數據進行接收并提取出其中的特征數據，隨后根據提取出的特征數據，并結合數據存儲模塊中存儲的素材數據，利用虛擬環境構建模塊構建出虛擬交互場景，然后利用虛擬環境反饋模塊將構建出的虛擬交互場景反饋至交互空間內的用戶處，并展示給用戶，使交互空間內的不同用戶在同一虛擬交互場景中進行沉浸式交互。
...【技術特征摘要】
1.一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：包括數據采集終端、網絡通信終端、虛擬現實平臺和安全驗證終端；
2.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述光學式動作捕捉模塊包括布置于交互空間內的光學相機和由交互空間內用戶穿戴的動作捕捉穿戴服，所述動作捕捉穿戴服的關節部分安裝有與光學相機適配的反光標識點；
3.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述數據傳輸模塊包括用于對捕捉到的動作數據進行清洗預處理的數據預處理單元和用于將預處理后的動作數據發送至虛擬現實平臺的數據發送單元，所述數據發送單元采用無損壓縮技術對預處理后的數據進行壓縮并通過網絡通信系統發送至虛擬現實平臺。
4.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述局域網模塊在系統的交互空間內，以光纖為物理介質來連接系統中各設備的通信網絡，為系統中各設備之間提供局域網網絡通信服務，所述網絡監控模塊包括用于檢測網絡通信狀態的網絡檢測單元和用于將網絡通信狀態檢測結果通知給用戶的檢測通知單元。
5.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述數據處理模塊包括用于接收數據傳輸模塊傳輸數據的數據接收單元、用于對接收到的數據進行數據轉換的數據轉換單元和用于對轉換后的數據進行特征提取的特征提取單元，所述數據接收單元接收到數據后采用無損解壓技術對數據壓縮包進行解壓，所述數據轉換單元對解壓后的數據進行標準化處理，使其格式統一，所述特征提取單元采用主成分分析法對標準化處理后的數據中的特征數據進行提取。
6.根據權利要求1所述的一種沉浸式大空間多人交互系統，其特征在于：所述虛擬環境構建模塊包括用于創建大空間虛擬交互場景的虛擬交互場景創建單...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鞏文通，于卓，
申請(專利權)人：雄安興元科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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