基于角色和面向智能主體的協(xié)同虛擬環(huán)境的分析

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1、余春艷；基于角色和耐向智能主體的協(xié)同虛擬環(huán)境的研究浙江大學(xué)博士學(xué)位論文2004年04月摘要虛擬現(xiàn)實(shí)和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合正在極大地改變著人類(lèi)的生活和工作方式，由此而衍生的協(xié)同虛擬環(huán)境，集成了虛擬現(xiàn)實(shí)、網(wǎng)絡(luò)、CSCW、多媒體、AI等多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，代表了下一代計(jì)算界面的發(fā)展方向，并正在逐步應(yīng)用于數(shù)字娛樂(lè)、真實(shí)世界仿真以及抽象概念建模等領(lǐng)域上。本論文以協(xié)同虛擬環(huán)境形式化建模以及協(xié)同主客體的控制為主要研究?jī)?nèi)容，對(duì)基于角色和面向智能主體的協(xié)同虛擬環(huán)境以及協(xié)同客體的并發(fā)控制、協(xié)同主體的導(dǎo)航控制和興趣域管理等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，引入了一一些新的思想和方法，提出了相應(yīng)的模型，并提出了新的解

2、決機(jī)制。在協(xié)同虛擬環(huán)境形式化建模的問(wèn)題上，本論文引入了角色理論和智能主體技術(shù)，通過(guò)角色這一概念將協(xié)同虛擬環(huán)境中化身、智能主體以及協(xié)同主體三者緊密結(jié)合在一起，并與相關(guān)的權(quán)利和義務(wù)綁定，從而提出了基于角色和面向智能主體的協(xié)同虛擬環(huán)境基準(zhǔn)模型，并提出了智能實(shí)體運(yùn)行態(tài)的概念；進(jìn)一步地，提出了協(xié)同虛擬環(huán)境中基于角色和面向智能主體的協(xié)同主體的概念模型；還充分考慮到時(shí)間因素對(duì)協(xié)同虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的影響，以時(shí)間維度為第四維度，將其從傳統(tǒng)的三維系統(tǒng)擴(kuò)展為四維系統(tǒng)，并采用擴(kuò)展的模糊時(shí)延Petri網(wǎng)技術(shù)對(duì)引入時(shí)問(wèn)維度后的協(xié)同虛擬環(huán)境進(jìn)行了形式化建模。在協(xié)同虛擬環(huán)境可視化協(xié)同客體并發(fā)操作

3、控制機(jī)制的問(wèn)題上，本論文提出了三個(gè)在并發(fā)行為空間互相沖突的并發(fā)操作原則：響應(yīng)性、一致性和并發(fā)性，并將可視化協(xié)同客體分為集中式和復(fù)制式兩類(lèi)；為保證一致性前提下的最優(yōu)響應(yīng)性和并發(fā)性能，針對(duì)不同的客體類(lèi)型，試圖在三大原則之間找到一個(gè)均衡點(diǎn)，由此分別提出了基于角色的集中式協(xié)同客體令牌投機(jī)控制機(jī)制和基于角色的以復(fù)制式協(xié)同客體為中心的并發(fā)控制機(jī)制。前者基于沖突避免的基本思想，以令牌機(jī)制保證一致性，同時(shí)引入投機(jī)機(jī)制進(jìn)行令牌投機(jī)發(fā)放，在用戶(hù)真正操作之前將令牌發(fā)放給用戶(hù)，從而優(yōu)化響應(yīng)性；后者基于沖突消解的基本思想，主要滿(mǎn)足并發(fā)性能，通過(guò)實(shí)時(shí)的本地操作保證并發(fā)性和個(gè)體響應(yīng)性，通過(guò)服務(wù)器端

4、操作確認(rèn)來(lái)維護(hù)一致性和系統(tǒng)響應(yīng)性，并通過(guò)復(fù)制同步最終實(shí)現(xiàn)一致性。協(xié)同虛擬環(huán)境可視化協(xié)同主體導(dǎo)航控制著重從全局的路徑規(guī)劃和局部的碰撞檢測(cè)兩個(gè)方面展開(kāi)研究：本論文考慮到協(xié)同虛擬環(huán)境中路徑規(guī)劃準(zhǔn)則的特殊性以及語(yǔ)義相關(guān)性，提出以語(yǔ)義可達(dá)性取代JL何連通性，修正傳統(tǒng)的At算法使其結(jié)合多個(gè)語(yǔ)義相關(guān)的啟發(fā)式函數(shù)層遞作用其上，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的規(guī)劃準(zhǔn)則；另一方面，論文對(duì)各種可能的碰撞情形進(jìn)行分析，首次提出障礙物的碰撞預(yù)警域、碰撞互斥域以及衍生的動(dòng)態(tài)障礙物碰撞互斥帶的概念，引入二級(jí)2D投影余春艷：摹于角色和面向智熊豐體的{辦同虛擬環(huán)境的研究浙汀大學(xué)博士學(xué)付詒文2004年04月圖，以速率和方

5、向的改變?yōu)榫唧w修正行為，以規(guī)避互斥域和互斥帶為原則，以實(shí)現(xiàn)無(wú)碰撞運(yùn)動(dòng)為目標(biāo)，通過(guò)碰撞檢測(cè)、碰撞規(guī)避和路徑回復(fù)三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)可視化協(xié)同主體在協(xié)同虛擬環(huán)境中無(wú)碰撞的自南運(yùn)動(dòng)。在協(xié)同虛擬環(huán)境可視化協(xié)同主體的興趣域管理上，本論文突破了傳統(tǒng)的區(qū)域劃分、功能劃分等興趣域管理方法而提出了一種新的興趣域管理機(jī)制——G刪O／M。該機(jī)制隱含了傳播路徑確定的解決思想，引入了動(dòng)態(tài)的視域劃分機(jī)制，采用以消息發(fā)送者為中心，使用蘊(yùn)涵多層次結(jié)構(gòu)的21)網(wǎng)格投影圖以輔助興趣域管理，并提出了興趣可見(jiàn)度的新概念；具體實(shí)現(xiàn)中，將每個(gè)網(wǎng)格關(guān)聯(lián)多個(gè)AOI屬性層，并將興趣域管理機(jī)制分為兩個(gè)步驟：發(fā)送興趣域的確定和消

6、息接收者的確定；其中前一步驟贏接控制興趣域管理的模型，重點(diǎn)在于確定消息發(fā)送者的最大影響范圍，后’‘步驟的核心為由內(nèi)而外的興趣域遍歷機(jī)制。通過(guò)該興趣域遍歷過(guò)程，可以確定消息發(fā)送源至F1標(biāo)網(wǎng)格的傳播路徑和目標(biāo)網(wǎng)格的興趣可見(jiàn)性，實(shí)現(xiàn)消息過(guò)濾，并通過(guò)離散二維網(wǎng)格和抽象興趣域媒體信息層的綁定保證該管理機(jī)制的通用性、媒體無(wú)關(guān)性和擴(kuò)展性。本論文的研究意義在于為基于互聯(lián)網(wǎng)的通信和協(xié)作提供解決方案，更好地在其上開(kāi)發(fā)通訊、娛樂(lè)、電子商務(wù)等各類(lèi)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：協(xié)同虛擬環(huán)境角色智能主體可視化協(xié)同主體可視化協(xié)同客體導(dǎo)航路徑規(guī)劃碰撞檢測(cè)并發(fā)控制興趣域管理余春艷：基于角色和面向智能主體的協(xié)同虛擬環(huán)境

7、的研究浙江大學(xué)博士學(xué)位論文2004年04月AbstractThecombinationofVritualRealitywithnetworkinfluenceshugelyhumanstochangetheirworkingandlifestyles．Moreover,thederivativesystem一一collaborativevirtualenvironment，whichintegratesVR，network，CSCW,multimediaandAItechnologies，hasbecomethenextgenerationcompu