分布式虚拟现实系统
概述
分布式虚拟现实系统简称DVR,是虚拟现实系统的一种类型,它是基于网络的虚拟环境,在这个环境中,位于不同物理环境位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接,或者多个用户同时参加一个虚拟现实环境,通过计算机与其他用户进行交互,并共享信息。系统中,多个用户可通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作,以达到协同工作的目的。简单的说是指一个支持多人实时通过网络进行交互的软件系统,每个用户在一个虚拟现实环境中,通过计算机与其它用户进行交互,并共享信息。
系统的特征
①共享的虚拟工作空间
②伪实体的行为真实感
③支持实时交互,共享时钟
④多个用户以多种方式相互通信
⑤资源信息共享以及允许用户自然操作环境中对象
系统的需求
DVR系统有4个基本组成部件:图形显示器、通信和控制设备、处理系统和数据网络。DVR系统是分布式系统和VR系统的有机结合,其需求可从以下两个方法来阐述:VR本身需求和分布式系统的需求。
产生和发展
分布式虚拟现实的研究开发工作可追溯到80年代初。如1983年美国国防部(DOD)制定了SIMENT的研究计划;1985年SGI公司开发成功了网络VR游戏DogFlight。到了90年代,一些著名大学和研究所的研究人员也开展了对分布式虚拟现实系统的研究工作,并陆续推出了多个实验性DVR系统或开发环境,典型的例子有美国NPS开发的NPSNET(1990)、美国斯坦福大学的PARADISE/Inverse系统(1992)、瑞典计算机科学研究所的DIVE(1993)、新加坡国立大学的BrickNet(1994)、加拿大Albert大学的MR工具库(1993)及英国Nottingham大学的AVIARY(1994)。
模型结构
分布式虚拟现实系统是基于网络的虚拟环境,在这个环境中,位于不同物理环境位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相联结。根据分布式系统环境下所运行的共享应用系统的个数,可把DVR系统分为集中式结构和复制式结构。集中式结构是只在中心服务器上运行一份共享应用系统。该系统可以是会议代理或对话管理进程。中心服务器的作用是对多个参加者的输入/输出操纵进行管理,允许多个参加者信息共享。它的特点是结构简单,容易实现,但对网络通信带宽有较高的要求,并且高度依赖于中心服务器。
复制式结构是在每个参加者所在的机器上复制中心服务器,这样每个参加者进程都有一份共享应用系统。服务器接收来自于其它工作站的输入信息,并把信息传送到运行在本地机上的应用系统中,由应用系统进行所需的计算并产生必要的输出。它的优点是所需网络带宽较小。另外,由于每个参加者只与应用系统的局部备份进行交互,所以,交互式响应效果好。但它比集中式结构复杂,在维护共享应用系统中的多个备份的信息或状态一致性方面比较困难。
系统的应用
分布式虚拟现实系统在远程教育、科学计算可视化、工程技术、建筑、电子商务、交互式娱乐、艺术等领域都有着极其广泛的应用前景。利用它可以创建多媒体通信、设计协作系统、实境式电子商务、网络游戏、虚拟社区全新的应用系统。
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