一种光照显示方法、电子设备、介质及程序产品与流程

本发明涉及虚拟现实，具体而言，涉及一种光照显示方法、电子设备、介质及程序产品。

背景技术：

1、随着混合现实技术在工业实训、数字孪生、互动娱乐等领域的不断落地，虚实融合光照交互已成为提升场景沉浸感与视觉真实感的核心技术，实现真实照明设备与虚拟场景光源的空间位姿同步，能够达成真实光线与虚拟光线对虚实物体的统一照明效果，显著强化混合现实场景的视觉一致性。

2、当前主流空间定位体系中，视觉惯性slam技术可依托头显内置的相机与惯性测量单元输出高帧率连续6dof位姿，无需依赖外部预设标记，部署灵活且跟踪过程流畅；基于人工标识的视觉定位技术则可通过预标定的定位标记输出全局物理坐标系下的绝对位姿，无累积漂移问题，定位精度可达亚像素级。现有虚实光照交互方案多以头显自身位姿或手柄位姿为基准间接映射虚拟光源的位置与朝向，或通过纯虚拟参数模拟手电照明效果，然而在实际应用中仍存在诸多缺陷，具体的：

3、现有虚实融合光照交互方案普遍未针对真实手电本体进行独立的六自由度空间位姿解算，通常依托头显位姿、交互手柄位姿间接推导虚拟光源的位置与投射方向，未考虑手部握持偏移、手电自身相对转动带来的位姿误差；同时受手部遮挡、观测角度动态变化的影响，间接推算得到的虚拟光源发光中心点、光束投射角度与真实手电的物理参数匹配精度不足，无法实现虚实光源的精准空间重合，难以支撑真实手电同步照亮虚拟场景的高沉浸感交互效果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种光照显示方法、电子设备、介质及程序产品，能够改善现有技术难以支撑真实手电同步照亮虚拟场景的高沉浸感交互效果的问题。

2、为实现上述技术目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种光照显示方法，所述方法包括：

4、获得通过头显装置拍摄的红外图像，以及所述头显装置在slam坐标系下的slam位姿姿态；

5、基于预设的提取工具，提取手电的光源点在所述红外图像中光源像素坐标，预先设置的定位点在所述红外图像中的定位像素坐标，所述光源点来源于手电；

6、根据所述定位像素坐标、对应的所述定位点在全局坐标系下的定位全局物理坐标、预标定的所述头显装置的相机内参，确定所述头显装置在全局坐标系下的初始位姿姿态；

7、通过所述初始位姿姿态修正所述slam位姿姿态，得到所述头显装置在全局坐标系下的第一最终位姿姿态；

8、根据所述光源点、光源像素坐标以及所述相机内参，得到所述手电在头显装置对应的相机坐标系下的第二最终位姿姿态；

9、根据所述第一最终位姿姿态和第二最终位姿姿态，确定所述手电在全局坐标系下的第三最终位姿姿态；

10、通过所述第三最终位姿姿态，以及预先设定的全局物理坐标系至虚拟场景坐标系的空间锚点矩阵，得到所述虚拟聚光灯在虚拟场景坐标系的第四最终位置姿态；

11、将所述第四最终位置姿态发送至虚拟聚光灯，以使所述虚拟聚光灯执行第四最终位置姿态对应的指令后，所述虚拟聚光灯与手电同步。

12、第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括相互耦合的处理器及存储器，所述存储器内存储计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行如第一方面所述的方法。

13、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的方法。

14、第四方面，本申请实施例提供了一种程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

15、在本申请提供的技术方案中，通过从同一张红外图像里同时提取空间定位点与手电光源点的像素坐标，先用定位点解出头显全局初始位姿，再以此修正slam输出的局部位姿，最终得到的头显全局位姿既保留了slam高帧率连续跟踪的流畅性，又依托固定定位点消除了slam的累积漂移。同时方案直接基于手电自身光源点的成像数据，通过独立的pnp解算得到手电相对于相机的位姿，不依赖头显或手柄位姿间接推导，手部握持偏移、手电自身转动的变化都能被精准捕捉，从根源上提升了虚实光源发光中心与投射方向的匹配精度。在此基础上，通过坐标系转换得到手电的全局物理位姿，再经预标定的空间锚点矩阵映射到虚拟场景坐标系，逐帧驱动虚拟聚光灯更新位置与朝向，最终实现了真实手电与虚拟聚光灯的低延迟精准同步，即便手部动态动作多、观测角度频繁变化，也能稳定保持虚实光照的空间对齐效果，有效提升了虚实融合光照交互的真实感与交互稳定性。

1.一种光照显示方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第三最终位姿姿态，以及预先设定的全局物理坐标系至虚拟场景坐标系的空间锚点矩阵，得到所述虚拟聚光灯在虚拟场景坐标系的第四最终位置姿态，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光源点，以及所述相机内参，得到所述手电在头显装置对应的相机坐标系下的第二最终位姿姿态，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一点集和光源像素坐标，根据预设策略，获得所述第一控制点映射至相机坐标系下的第二控制点，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述初始位姿姿态修正所述slam位姿姿态，得到所述头显装置在全局坐标系下的第一最终位姿姿态，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一最终位姿姿态和第二最终位姿姿态，确定所述手电在全局坐标系下的第三最终位姿姿态，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括相互耦合的处理器及存储器，所述存储器内存储计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

9.一种程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。