分布式虛擬環(huán)境關(guān)鍵問(wèn)題研究

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1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文分布式虛擬環(huán)境關(guān)鍵問(wèn)題研究姓名：陳嶺申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用指導(dǎo)教師：陳純;陳根才20040301漸江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及與之相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和普及，分布式虛擬環(huán)境(DistributedVirtualEnvironment，簡(jiǎn)稱DVE)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的個(gè)重要領(lǐng)域在理論和應(yīng)用上有了長(zhǎng)足進(jìn)步。為了使同一個(gè)虛擬環(huán)境中的用戶能夠共享相同的時(shí)間和空間，不同的技術(shù)和方法(如：客戶機(jī)一服務(wù)器設(shè)最，DR算法，分組方法和專用傳輸協(xié)、議等)被屬來(lái)提高系統(tǒng)韻一致性和可擴(kuò)展性。但隨著虛擬環(huán)境規(guī)模越來(lái)越大，虛擬環(huán)境中任務(wù)的交互性越來(lái)越強(qiáng)，這些技

2、術(shù)和方法已不能很好滿足需求。DVE系統(tǒng)時(shí)間和空間共享目前主要面臨兩大挑戰(zhàn)：進(jìn)一步提高系統(tǒng)的信息過(guò)濾能力和增加系統(tǒng)交互性。為了提高系統(tǒng)的交互性，時(shí)間和宇問(wèn)共享技術(shù)要在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：提高系統(tǒng)的行為再現(xiàn)精度和一致性；一致性控制支持不同用戶在同一時(shí)間對(duì)同一個(gè)物體進(jìn)行操作；使系統(tǒng)具有對(duì)任務(wù)的自適應(yīng)能力，能根據(jù)用戶從事不同類型的任務(wù)提供與之相適應(yīng)的再現(xiàn)精度和一致性；使系統(tǒng)具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)的能力，根據(jù)當(dāng)前的帶寬情況選擇最重要的信息進(jìn)行傳輸。本文的研究目標(biāo)是針對(duì)DVE系統(tǒng)規(guī)模變大，交互性變強(qiáng)的特點(diǎn)，提出‘個(gè)包括+致性控制方法、分組方法、DR算法和專用傳輸協(xié)議在內(nèi)的時(shí)f自J和空間共享解決框架。

3、主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新點(diǎn)可概括如下：時(shí)間扭曲狀態(tài)修復(fù)機(jī)制。由于傳統(tǒng)DR算法存在太多短時(shí)間不一致，而本地滯后技術(shù)不允許多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)一個(gè)對(duì)象進(jìn)行操作，本文提出了采用時(shí)間扭曲狀態(tài)修復(fù)機(jī)制的基于本地滯后的一致性控制技術(shù)。該技術(shù)不僅消除了短時(shí)間刁j一致，而且允許多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)一個(gè)對(duì)象進(jìn)行操作，可以用于對(duì)系統(tǒng)精度及一致性有很高要求的DVE系統(tǒng)。模糊分組方法。由于傳統(tǒng)的分組方法不能充分利用實(shí)體所有的屬性，而基于模糊關(guān)聯(lián)空間的分組方法需要過(guò)多的運(yùn)算量，本文提出一種模糊分組方法，該分組方法在基于模糊關(guān)聯(lián)空間方法的基礎(chǔ)上加入基于模糊一致性的權(quán)值分配方法和基于格子的預(yù)處理分組方法。模糊分組方法不僅減少了匹配次數(shù)

4、，還能維持穩(wěn)定的、高效的數(shù)據(jù)過(guò)濾率，保證較高的有效數(shù)據(jù)接收率?；谥R(shí)的DR算法。針對(duì)傳統(tǒng)DR算法閩值固定的問(wèn)題，本文提出了一種基于知識(shí)的DR算法，該算法能夠根據(jù)用戶從事工作的類型對(duì)DR算法的閩值進(jìn)行調(diào)整，使在滿足用戶動(dòng)作再現(xiàn)精度要求的前提下盡可能減少網(wǎng)絡(luò)傳輸量，提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性。交互流傳輸協(xié)議。針對(duì)DVE系統(tǒng)對(duì)可擴(kuò)展性和精度的要求，本文提出了基于町更新隊(duì)列和交互流傳輸協(xié)議。此方法不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，而且實(shí)現(xiàn)選擇性過(guò)濾、傳輸延時(shí)和不穩(wěn)定性控制及自適應(yīng)調(diào)整，使系統(tǒng)在保證精度的前提下最大限度的進(jìn)季亍信息過(guò)濾。研究網(wǎng)絡(luò)因素對(duì)任務(wù)的性能影響。本文對(duì)特定DVE系統(tǒng)在完成特定交互任務(wù)時(shí)受網(wǎng)

5、絡(luò)傳輸延遲和丟包的影響進(jìn)行研究，得到相應(yīng)任務(wù)在相應(yīng)系統(tǒng)巾浙江大學(xué)博士學(xué)位論文的最大可接受網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲和丟包率。此研究結(jié)果可用于定義相應(yīng)DVE系統(tǒng)的惻絡(luò)QoS，作為系統(tǒng)設(shè)汁和實(shí)施時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，本文還介紹了采用以上創(chuàng)新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：個(gè)是JBCVE，一個(gè)基于Java的咖1司虛擬環(huán)境系統(tǒng)，主要對(duì)高度交互、山“司的DVE系統(tǒng)及相滅的時(shí)間空間交互技術(shù)進(jìn)行研究；一個(gè)是JTANK，一個(gè)慕于Java的網(wǎng)絡(luò)游戲系統(tǒng)，主要對(duì)大規(guī)模的DVE系統(tǒng)及與之相關(guān)的時(shí)間空間共享技術(shù)進(jìn)行研究。本研究的成果不但豐富了分布式虛擬環(huán)境的思想和理論寶庫(kù)，而且為虛擬環(huán)境中的一致性控制、信息過(guò)濾提供了一套嶄新的工具。本文的所有

6、算法和技術(shù)”，望在分布式虛擬環(huán)境、協(xié)同虛擬環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)游戲和計(jì)算機(jī)支持的協(xié)I司工作等領(lǐng)域進(jìn)ij：廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：分布式虛擬環(huán)境，協(xié)同虛擬環(huán)境，虛擬現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)支持的臥同工作，一致性控制，可擴(kuò)展性，交互，數(shù)據(jù)過(guò)濾，DR算法，數(shù)據(jù)分布管理，仟備件能。V浙江大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTWiththedevelopmentandpopularizationofcomputertechnology，networktechnologyandvirtualrealitytechnology，DVE(DistributedVirtualEnvironment)systemhadgreatpro

7、gressbothintheoreticalresearchandparticularapplication，Inordertorealizespatialandtemporalsharing．difierenttechnologiesandmethods(egclient-serversetting，DRalgorithm，groupingmethodandspecialtransmissionprotocoletc)cameintobeingtoinc