本發(fā)明涉及元宇宙，尤其是涉及一種元宇宙空間高效交互協(xié)作系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著元宇宙技術(shù)的快速發(fā)展，用戶對(duì)于在虛擬世界中實(shí)現(xiàn)高效、便捷的交互協(xié)作需求日益增長(zhǎng)。然而，現(xiàn)有的元宇宙交互協(xié)作方案存在通信延遲、交互方式單一、協(xié)作工具不足問(wèn)題，限制了用戶間的協(xié)作效率。因此，開(kāi)發(fā)一種新型的元宇宙空間高效交互協(xié)作方法及系統(tǒng)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種元宇宙空間高效交互協(xié)作系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中存在的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種元宇宙空間高效交互協(xié)作系統(tǒng)，包括：

3、通信協(xié)議優(yōu)化模塊，采用低延遲、高帶寬的傳輸協(xié)議，確保用戶間信息的實(shí)時(shí)傳遞；且具備數(shù)據(jù)加密和驗(yàn)證機(jī)制，用于保障通信過(guò)程的安全性；

4、交互方式創(chuàng)新模塊，采用若干種創(chuàng)新的交互方式，包括基于手勢(shì)識(shí)別的自然交互、語(yǔ)音控制以及基于眼動(dòng)追蹤的交互等；交互方式能夠使用戶更加自然、便捷地進(jìn)行交互操作，提高交互效率；

5、多協(xié)作工作模塊，提供了豐富的協(xié)作工具，包括共享的虛擬白板、三維建模工具、實(shí)時(shí)音視頻會(huì)議系統(tǒng)等，用于支持用戶間的實(shí)時(shí)交流、信息共享、任務(wù)協(xié)同需求，進(jìn)一步提升協(xié)作效率；

6、智能協(xié)作輔助模塊，基于用戶行為、任務(wù)需求信息進(jìn)行智能分析和推薦，為用戶提供個(gè)性化的協(xié)作建議和資源支持；通過(guò)智能協(xié)作輔助模塊，用戶能夠更加高效地完成協(xié)作任務(wù)。

7、優(yōu)選的，通信協(xié)議優(yōu)化模塊采用的傳輸協(xié)議包括tcp傳輸控制協(xié)議、udp用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議、websocket協(xié)議、quic快速udp互聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議和http超文本傳輸協(xié)議和https安全超文本傳輸協(xié)議。

8、優(yōu)選的，交互方式創(chuàng)新模塊的基于手勢(shì)識(shí)別的自然交互具體包括基于視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別、基于結(jié)構(gòu)光的手勢(shì)識(shí)別、基于毫米波雷達(dá)的手勢(shì)識(shí)別、基于深度學(xué)習(xí)的手勢(shì)識(shí)別和多模態(tài)手勢(shì)識(shí)別。

9、優(yōu)選的，基于視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別具體為：使用攝像頭捕捉用戶的手部動(dòng)作，通過(guò)圖像處理技術(shù)，包括邊緣檢測(cè)、形狀匹配和深度學(xué)習(xí)技術(shù)等，識(shí)別出用戶的手勢(shì)；一旦手勢(shì)被識(shí)別，將其映射到相應(yīng)的虛擬世界中的交互操作；基于結(jié)構(gòu)光的手勢(shì)識(shí)別具體為：通過(guò)投射已知模式的光到用戶手部，并使用紅外傳感器接收反射回來(lái)的光，通過(guò)分析反射光的形變和位移，獲得用戶手部的空間位置和姿態(tài)；基于毫米波雷達(dá)的手勢(shì)識(shí)別具體為：毫米波雷達(dá)通過(guò)發(fā)射無(wú)線電波并接收回波來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物體的位置和速度，在手勢(shì)識(shí)別中，毫米波雷達(dá)檢測(cè)用戶手部的移動(dòng)和姿態(tài)變化；基于深度學(xué)習(xí)的手勢(shì)識(shí)別具體為：通過(guò)訓(xùn)練大量的手勢(shì)數(shù)據(jù)，深度學(xué)習(xí)模型學(xué)習(xí)到手勢(shì)的特征和模式，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別；多模態(tài)手勢(shì)識(shí)別具體為：結(jié)合若干種傳感器技術(shù)，包括攝像頭、紅外傳感器、加速度計(jì)等，用于捕捉用戶的手勢(shì)動(dòng)作；通過(guò)融合多種信息源的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)獲得更準(zhǔn)確、更全面的手勢(shì)識(shí)別結(jié)果。

10、優(yōu)選的，交互方式創(chuàng)新模塊的基于眼動(dòng)追蹤的交互具體包括：

11、視線追蹤與定位，眼動(dòng)追蹤技術(shù)通過(guò)測(cè)量眼睛的注視點(diǎn)位置或眼球相對(duì)于頭部的運(yùn)動(dòng)，用于追蹤用戶的視線；使用紅外攝像頭和led設(shè)備捕捉人眼或臉部的圖像，然后通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)人臉和人眼的檢測(cè)、定位和跟蹤；

12、意圖推斷，基于眼動(dòng)追蹤的數(shù)據(jù)，推斷用戶的意圖，若用戶長(zhǎng)時(shí)間注視某個(gè)虛擬按鈕或鏈接，則用戶有點(diǎn)擊或交互的意圖；意圖推斷用于觸發(fā)特定的交互事件或動(dòng)作，提高交互的自然性和直觀性；

13、用戶反饋與交互優(yōu)化，眼動(dòng)追蹤數(shù)據(jù)還用于收集用戶反饋，優(yōu)化虛擬世界的交互設(shè)計(jì)；通過(guò)分析用戶的視線軌跡和停留時(shí)間，了解用戶對(duì)界面元素的注意力和興趣程度，從而調(diào)整布局、顏色和大小屬性，提高用戶體驗(yàn)。

14、優(yōu)選的，當(dāng)協(xié)作工具為共享的虛擬白板時(shí)，共享的虛擬白板的構(gòu)建具體為：

15、需求分析，明確虛擬白板的功能需求，包括支持多人同時(shí)編輯、支持文本、圖形、圖片多種元素的插入、支持實(shí)時(shí)保存和分享；

16、設(shè)計(jì)虛擬白板界面，包括工具欄、編輯區(qū)、保存分享按鈕；

17、3d建模與渲染，使用3d建模軟件創(chuàng)建虛擬白板的3d模型，包括背景、工具欄、編輯區(qū)元素；導(dǎo)入到元宇宙平臺(tái)中，并使用實(shí)時(shí)渲染技術(shù)將其呈現(xiàn)在虛擬空間中，優(yōu)化渲染性能，確保在不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件下都能流暢運(yùn)行；

18、實(shí)現(xiàn)用戶交互，編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬白板的交互功能，交互功能包括響應(yīng)用戶的鼠標(biāo)點(diǎn)擊、鍵盤(pán)輸入事件以及更新虛擬白板的狀態(tài)；使用輸入設(shè)備來(lái)捕捉用戶的操作，并將其轉(zhuǎn)換為對(duì)虛擬白板的編輯命令；實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)編輯的功能，用于保證不同用戶之間的操作能夠?qū)崟r(shí)同步和更新；

19、測(cè)試與優(yōu)化，在不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件下對(duì)虛擬白板進(jìn)行測(cè)試，確保其在各種情況下都能正常運(yùn)行；收集用戶反饋，并根據(jù)反饋對(duì)虛擬白板進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)；

20、集成到元宇宙平臺(tái)，將構(gòu)建好的虛擬白板集成到元宇宙平臺(tái)中，與其他虛擬場(chǎng)景和交互功能進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，確保虛擬白板與其他虛擬對(duì)象和用戶之間的交互自然流暢。

21、優(yōu)選的，當(dāng)協(xié)作工具為三維建模工具時(shí)，三維建模工具的構(gòu)建具體為：

22、選擇三維建模工具，選擇maya、3ds?max或blender作為三維建模工具；

23、學(xué)習(xí)建模技術(shù)，具體包括多邊形建模、曲面建模、參數(shù)化建模；多邊形建模通過(guò)使用多邊形網(wǎng)格表示或近似對(duì)象表面的方法，通過(guò)增減點(diǎn)、線、面數(shù)或調(diào)整點(diǎn)、線、面的位置用于生成模型；曲面建模使用曲線和曲面定義造型；參數(shù)化建模通過(guò)參數(shù)建立和分析模型的方法，參數(shù)可以是幾何參數(shù)，也可以是溫度、材料屬性參數(shù)；

24、設(shè)計(jì)模型，設(shè)計(jì)模型的基本形狀和結(jié)構(gòu)；使用建模工具中的基本形狀作為起點(diǎn)，然后添加細(xì)節(jié)和特征，使用多邊形建模、曲面建模或參數(shù)化建模技術(shù)來(lái)創(chuàng)建模型的每個(gè)部分；

25、紋理和材質(zhì)，使用紋理貼圖、顏色、光澤度、反射屬性增強(qiáng)模型的外觀；

26、光照和渲染，在場(chǎng)景中添加光源，模擬真實(shí)世界的光照效果，使用渲染引擎生成高質(zhì)量的圖像或動(dòng)畫(huà)；

27、導(dǎo)出和集成，將模型導(dǎo)出為適合元宇宙平臺(tái)的格式，將模型集成到元宇宙平臺(tái)中，與其他用戶進(jìn)行交互和共享。

28、優(yōu)選的，當(dāng)協(xié)作工具為實(shí)時(shí)音視頻會(huì)議系統(tǒng)是，實(shí)時(shí)音視頻會(huì)議系統(tǒng)的構(gòu)建具體為：

29、確定系統(tǒng)需求，明確會(huì)議系統(tǒng)的目標(biāo)用戶、使用場(chǎng)景、所需功能；包括是否支持多人實(shí)時(shí)音視頻通信、屏幕共享、虛擬背景、聊天功能；

30、選擇技術(shù)棧，選擇適合實(shí)時(shí)音視頻通信的技術(shù)棧，包括webrtc、rtmp等；選擇后端技術(shù)棧處理用戶認(rèn)證、會(huì)議管理、信號(hào)傳輸任務(wù)，包括node.js、python、java語(yǔ)言和相應(yīng)的框架等；

31、設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，包括客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)組件，確定系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保音視頻數(shù)據(jù)能夠在不同地理位置的用戶之間高效傳輸；

32、確定系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于音視頻數(shù)據(jù)在不同地理位置的用戶之間高效傳輸；

33、實(shí)現(xiàn)音視頻編解碼，使用音視頻編解碼算法，對(duì)采集到的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和解壓縮；選擇音視頻格式和編碼參數(shù)，適應(yīng)不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件；

34、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，利用webrtc技術(shù)實(shí)現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中能夠保持低延遲和高質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)信令傳輸，用于協(xié)調(diào)不同用戶之間的通信和會(huì)議管理；

35、開(kāi)發(fā)客戶端界面，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)用戶友好的客戶端界面，包括音視頻采集設(shè)備選擇、會(huì)議加入、屏幕共享、聊天功能等，確保界面在不同設(shè)備和瀏覽器上都能良好運(yùn)行；

36、實(shí)現(xiàn)會(huì)議管理功能，開(kāi)發(fā)服務(wù)器端邏輯來(lái)處理會(huì)議創(chuàng)建、用戶加入、離開(kāi)、權(quán)限管理任務(wù)，實(shí)現(xiàn)會(huì)議過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障處理機(jī)制，確保會(huì)議的穩(wěn)定性和可用性；

37、測(cè)試與優(yōu)化，在不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高系統(tǒng)的性能和用戶體驗(yàn)。

38、一種元宇宙空間高效交互協(xié)作方法，包括以下步驟：

39、用戶通過(guò)采用通信協(xié)議優(yōu)化模塊的終端設(shè)備登錄元宇宙空間，并選擇參與交互協(xié)作的會(huì)話；

40、系統(tǒng)根據(jù)用戶的角色和權(quán)限，分配相應(yīng)的交互協(xié)作界面和功能；

41、系統(tǒng)通過(guò)交互方式創(chuàng)新模塊，采用基于手勢(shì)識(shí)別的自然交互、語(yǔ)音控制以及基于眼動(dòng)追蹤的交互，交互方式能夠使用戶更加自然、便捷地進(jìn)行交互操作，提高交互效率；

42、系統(tǒng)通過(guò)多協(xié)作工具模塊提供的協(xié)作工具，協(xié)作工具用于支持用戶間的實(shí)時(shí)交流、信息共享、任務(wù)協(xié)同需求；

43、系統(tǒng)通過(guò)智能協(xié)作輔助模塊，基于用戶行為、任務(wù)需求信息進(jìn)行智能分析和推薦，為用戶提供協(xié)作建議和資源支持；通過(guò)智能協(xié)作輔助模塊，用戶能夠更加高效地完成協(xié)作任務(wù)。

44、因此，本發(fā)明采用上述一種元宇宙空間高效交互協(xié)作系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中通信延遲、交互方式單一、協(xié)作工具不足的問(wèn)題。

45、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。