【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于xr虚拟交互，具体涉及一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统。
技术介绍
1、led电子显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，是由几万--几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。它利用不同的材料可以制造不同色彩的led像素点，以显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色led的开发已经达到了实用阶段。
2、随着科技的快速发展，led显示屏在广告、娱乐、信息展示等多个领域得到了广泛应用。同时，扩展现实技术，包括虚拟现实、增强现实和混合现实，也逐渐融入到了日常生活和工业应用中。为了提高用户体验，提升交互的真实感，需要开发更为高效的led显示屏与xr虚拟内容交互系统。
3、随着虚拟现实、增强现实技术的快速发展，xr技术已广泛应用于影视制作、游戏娱乐、教育培训等领域。然而，现有的xr系统在与led显示屏的交互上仍存在诸多不足，如交互延迟、精度不高、操作复杂等问题，限制了xr技术在更广泛领域的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，旨在解决现有技术中的现有的xr系统在与led显示屏的交互上仍存在诸多不足，如交互延迟、精度不高、操作复杂等问题，限制了xr技术在更广泛领域的应用的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，其特征在于，
4、优选的，所述led显示屏与xr虚拟引擎之间通过无线连接或者有线连接的方式连接，所述无线连接的方式包括wifi、局域网以及蓝牙。
5、优选的，所述实时渲染模块用于根据led显示屏的位置和姿态信息，对xr虚拟环境进行实时渲染，所述实时渲染模块的渲染速率为120-150fps。
6、优选的，所述实时渲染模块包括如下渲染步骤：
7、s1、在渲染开始之前，对场景进行解析描述，对场景中的物体、它们的位置、朝向、材质属性、光源位置和强度进行识别；
8、s2、然后利用位置追踪模块坐标系到屏幕坐标系的转换；
9、s3、对实物体进行排序，根据需要渲染的物体的重要性和可见性进行排序；
10、s4、计算每个物体的阴影效果；
11、s5、对每个物体应用光照模型，计算光照效果，并根据物体的材质属性调整其表面颜色和亮度，并将纹理应用到物体表面上，以增加细节和真实感；
12、s6、在渲染的最后一阶段，可以应用后处理效果，如色彩校正、景深、辉光、动态模糊等，以提高图像的视觉效果，将最终的图像输出到led显示屏上。
13、优选的，所述步骤s4中计算每个物体的阴影效果包括阴影贴图、软阴影以及阴影映射的优化。
14、优选的，所述位置追踪模块采用多传感器融合，精确捕捉用户在物理空间中的位置和姿态，确保虚拟场景与用户动作的精准匹配，所述数据分析模块用于对用户发出的指令或做出的动作进行精准分析，然后通过数据处理模块进行处理，应用于led显示屏上，所述数据处理模块用于对数据进行处理，以实现交互的精确性。
15、优选的，所述数据处理模块包括图像分辨率转换、颜色转换、图像校正以及动态范围压缩，其中：
16、在图像分辨率转换中：当xr内容的分辨率与led显示屏的分辨率不匹配时，需要使用插值算法来调整图像大小，以适应显示屏幕，插值算法如下：
17、双线性插值公式：
18、；
19、是插值后的像素值，分别是四个相邻原始像素的值，和是原始像素的位置；
20、在颜色转换中： 当led显示屏和xr设备可能使用不同的颜色空间，需要进行颜色转换，转换公式如下：
21、；
22、其中，是转换后的rgb值，分别是srgb颜色空间中的红、绿、蓝通道值；
23、在图像校正中：补偿led显示屏的亮度和色彩不均匀性，需要对图像进行校正，校正公式如下：
24、；
25、其中，是校正后的像素值，m 是一个调整亮度的矩阵，c 是偏置项；
26、在动态范围压缩中：led显示屏的亮度范围有限，对高动态范围（hdr）内容进行压缩，以适应显示设备的亮度范围，压缩公式如下：
27、；
28、其中，是压缩后的像素值，c1、c2、c3是调整压缩效果的参数。
29、优选的，所述led显示屏与xr虚拟引擎之间采用数据压缩和传输协议的双向数据传输优化，保证xr虚拟环境与led显示屏之间的高速、稳定通信，减少数据丢包和延迟。
30、优选的，所述led显示屏内还设置有自适应调整模块，根据所述位置追踪模块定位用户的位置及视觉，自动调整led显示屏的亮度和对比度参数。
31、优选的，所述自适应调整模块包括对传感器技术、图像处理算法、人机交互设计以及硬件优化。
32、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
33、1、 本专利技术中，通过实时调整led显示屏内容，提升虚拟环境中物体与用户交互的真实感，采用高效的数据处理方法，减少led显示屏内容更新与xr环境交互之间的延迟，能与多种xr设备及平台配合使用，适用范围广。
34、2、本专利技术中通过位置追踪系统实时追踪led显示屏的位置和姿态信息，实现led显示屏与xr虚拟环境的实时交互，采用高精度的位置追踪系统，确保led显示屏与xr虚拟环境的交互精度，通过交互控制模块接收用户的操作指令，实现led显示屏与xr虚拟环境的便捷交互。
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1.一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，包括：LED显示屏、XR虚拟引擎和交互控制模块，所述LED显示屏用于显示XR虚拟引擎生成的内容，所述LED显示屏内设置实现渲染模块、位置追踪模块、数据分析模块以及数据处理模块，所述XR虚拟引擎用于构建XR虚拟环境并反馈至LED显示屏，所述交互控制模块用于接收用户的操作指令，并根据指令调整LED显示屏的显示内容或XR虚拟环境的状态，所述交互控制模块包括语音指令和手势指令。
2.根据权利要求1所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述LED显示屏与XR虚拟引擎之间通过无线连接或者有线连接的方式连接，所述无线连接的方式包括wifi、局域网以及蓝牙。
3.根据权利要求1所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述实时渲染模块用于根据LED显示屏的位置和姿态信息，对XR虚拟环境进行实时渲染，所述实时渲染模块的渲染速率为120-150FPS。
4.根据权利要求3所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述实时渲染模块包括如下渲染步骤：p>
5.根据权利要求4所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述步骤S4中计算每个物体的阴影效果包括阴影贴图、软阴影以及阴影映射的优化。
6.根据权利要求1所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述位置追踪模块采用多传感器融合，精确捕捉用户在物理空间中的位置和姿态，确保虚拟场景与用户动作的精准匹配，所述数据分析模块用于对用户发出的指令或做出的动作进行精准分析，然后通过数据处理模块进行处理，应用于LED显示屏上，所述数据处理模块用于对数据进行处理，以实现交互的精确性。
7.根据权利要求6所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述数据处理模块包括图像分辨率转换、颜色转换、图像校正以及动态范围压缩，其中：
8.根据权利要求1所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述LED显示屏与XR虚拟引擎之间采用数据压缩和传输协议的双向数据传输优化，保证XR虚拟环境与LED显示屏之间的高速、稳定通信，减少数据丢包和延迟。
9.根据权利要求1所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述LED显示屏内还设置有自适应调整模块，根据所述位置追踪模块定位用户的位置及视觉，自动调整LED显示屏的亮度和对比度参数。
10.根据权利要求9所述的一种用于LED显示屏与XR虚拟的交互系统，其特征在于，所述自适应调整模块包括对传感器技术、图像处理算法、人机交互设计以及硬件优化。
...【技术特征摘要】
1.一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，其特征在于，包括：led显示屏、xr虚拟引擎和交互控制模块，所述led显示屏用于显示xr虚拟引擎生成的内容，所述led显示屏内设置实现渲染模块、位置追踪模块、数据分析模块以及数据处理模块，所述xr虚拟引擎用于构建xr虚拟环境并反馈至led显示屏，所述交互控制模块用于接收用户的操作指令，并根据指令调整led显示屏的显示内容或xr虚拟环境的状态，所述交互控制模块包括语音指令和手势指令。
2.根据权利要求1所述的一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，其特征在于，所述led显示屏与xr虚拟引擎之间通过无线连接或者有线连接的方式连接，所述无线连接的方式包括wifi、局域网以及蓝牙。
3.根据权利要求1所述的一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，其特征在于，所述实时渲染模块用于根据led显示屏的位置和姿态信息，对xr虚拟环境进行实时渲染，所述实时渲染模块的渲染速率为120-150fps。
4.根据权利要求3所述的一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，其特征在于，所述实时渲染模块包括如下渲染步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于led显示屏与xr虚拟的交互系统，其特征在于，所述步骤s4中计算每个物体的阴影效果包括阴影贴图、软阴影以及阴影映射的优化。
【专利技术属性】
技术研发人员：彭琴琴，王国炳，彭伟，
申请(专利权)人：深圳市晶华泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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