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申请/专利权人：四川物通科技有限公司

摘要：本发明属于虚拟现实技术领域，具体涉及一种基于元宇宙的人机交互系统。所述系统包括：元宇宙端和人机交互端；所述人机交互端，用于响应于本地端用户的初始启动指令，发送初始请求至元宇宙端；所述元宇宙端，根据接收到的初始请求，生成元宇宙场景，并发送至人机交互端，提供给用户进行交互；所述人机交互端在接下来的每个时间步，响应于用户的操作指令，对操作指令进行分析自然语言分析，更新元宇宙场景，然后将更新后的元宇宙场景发送回人机交互端，从而实现基于元宇宙的人机交互系统。本发明通过融合先进的图形技术、自然语言处理技术和光线追踪技术，实现了逼真丰富的元宇宙场景的生成和智能化的用户交互。

主权项：1.一种基于元宇宙的人机交互系统，其特征在于，所述系统包括：元宇宙端和人机交互端；所述人机交互端，用于响应于本地端用户的初始启动指令，在初始时间步，生成初始请求，发送初始请求至元宇宙端；所述元宇宙端，根据接收到的初始请求，生成元宇宙场景，并发送至人机交互端，提供给用户进行交互；所述人机交互端在接下来的每个时间步，响应于用户的操作指令，对操作指令进行分析自然语言分析，生成互动请求，并将互动请求发送至元宇宙端；所述元宇宙端在接收到互动请求后，响应于互动请求，对生成的元宇宙场景中的物体进行交互操作，更新元宇宙场景，然后将更新后的元宇宙场景发送回人机交互端，从而实现基于元宇宙的人机交互系统；所述元宇宙端包括：场景生成端、交互操作端和通信端；所述场景生成端，用于在接收到初始请求时，生成元宇宙场景；所述交互操作端，用于在接收到互动请求后，响应于互动请求，对生成的元宇宙场景中的物体进行交互操作，更新元宇宙场景；所述通信端，用于将元宇宙场景或更新后的元宇宙场景发送回人机交互端；所述通信端与人机交互端通过WebSocket进行通信，并在发送元宇宙场景或更新后的元宇宙场景时，进行JSON数据编码；所述场景生成端生成元宇宙场景的过程，具体包括：建立一个初始元宇宙场景；生成对应的元宇宙场景的描述，包括：物体几何形状、物体材质属性、光源位置、光源强度和摄像机位置；对于每个像素，在其上随机选择多个采样点，这些采样点确定了每个像素的采样位置，从摄像机位置发射多条射线穿过这些采样点，并跟踪这些射线在元宇宙场景中的路径，直到它们与光源或其他物体相交为止，进行蒙特卡洛路径追踪以估计其颜色；对于每个射线，使用光线追踪算法，进行射线物体相交测试，通过求解射线与物体之间的交点，以检查其与元宇宙场景中物体的相交情况，若存在交点，则返回与射线最近的交点以及相应的物体信息；否则，返回空值；所述物体信息包括：物体几何形状和物体材质属性；一旦确定了射线与物体的交点，计算该点的辐射度和对应的光通量；基于计算得到的辐射度和光通量，判断物体性质，并根据物体性质追踪射线对应的光线，考虑光线在传播过程中的衰减效应，使用衰减模型来计算光线的衰减；根据场景中的光线传播情况，递归地追踪光线，直到达到最大递归深度或光线不再与物体相交；将所有采样点的颜色进行混合，以获得最终像素的颜色值，形成最终的元宇宙场景，并提供给用户进行交互。

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