支持协作的分布式虚环境.pdfVIP

支持协作的分布式虚拟环境 蔡继红 00854) (北京仿真中心北京l 纪庆革 (哈尔滨工业大学计算机系哈尔滨150001) 摘要本文首先介绍了支持协作的分布式虚拟环境系统结构，并讨论了模型数据库及通讯 的异构性问题，接者介绍了协作式分布虚拟环境系统所采用的关键技术，包括同步交互、 对象分布等，最后给出了我们的应用系统。 关键词分布式虚拟环境(DvE)，协作 ～ f 1 引言 分布式虚拟环境DⅦfDis砸butedⅦtualEnⅥronm％ts)，也称之为网络虚拟环境NvE ct’№拙cdⅥmIal (N Environm％ts)，就是网络化的、基于计算机的虚拟世界。在虚拟世界里， 许多人和计算机控制的实体能够进行交互作用，其中每台计算机都有一套完整的虚拟世界 数据库拷贝。为了保持vE同步，不同实体的状态变化可阻在用户计算机之间被传递。 虚拟环境不仅要看起来真实，而且能提供自然的交互，其中实体又必须能正确地移动， 接近真实世界的复杂性。由于单个计算机系统不能为这种虚拟环境提供必要的复杂度、伸 缩性和逼真度，所以完成～个看起来精确，并且在细节方面也是精确的环境表示要求多机 系统及DvE技术f1I。D帆是分布式系统和vR系统的有机结台，其需求可以从VR本身需 求和分布式系统需求两个方面来考虑Ⅲ。vR的需求包括多种形式的绘制(图形、声音、文 字等)、实时性、处理多种输入设备的能力、碰撞检测、视点控制、复杂行为建模等；分布 式系统的需求有数据的分布式存储、动态负载平衡、安全性管理、组播通信和对异构性的 支持等。 利用分布式虚拟环境技术可以完成各种复杂的仿真、协同操作等项任务，使地理上分 散的参与者可以共享公共的多维信息空间。 2 背景 T001kit、NPSNETNetworkSimlllator、 目前较典型的DⅦ系统有Givcn DlⅦVRT001． № SIMNET、Brid刑et、MRTool妣、 Tool趾等。我们可咀 Aviarysystem和DⅣ巳R 在这些已有系统的基础上开发协作式分布虚拟环境应用系统。协作式分布虚拟环境系统的 关键技术主要有：对象分布、同步交互和三维虚拟环境空间构造等问题旧。在本文中，协同 165— 式分布式虚拟环境是指允许多个用户在D、，E中对同一实体进行同步操作的系统阱，这种系统 对同步交互请求提出了非常严格的要求。 本文提出了一个完成协同式操作的分布式虚拟环境系统框架，并实现了一个实验系统， 该系统实现了两个机器人小车共同完成采矿的任务。本文第三节介绍了DⅦ系统的结构模 型，第四节提出了模型数据库和通信的异构性问题，第五节对协作涉及的两个关键技术进 行了详细阐述，最后第六节给出了我们自己的一个实验系统。 3．DvE系统结构 D、，E系统的结构模型如图l所示．其中主应用层负责实现场景显示、主控制及各种计 算等。公共对象数据库存储地形数据、本地及远程Ⅶ中的实体几何模型等信息·虚拟世界 状态管理器负责管理本地和远程实体状态信息．通信层负责完成异构实时通信。 I 、 交互层 善 I 主应用层 ￡ l 公共对象数据库 ： l 虚拟世界状态管理嚣 l I 通信层