分布式三维场景中仿真实体同步策略研究与实现

论文摘要

随着分布式交互仿真技术的不断发展，HLA（HighLevelArchitecture）成为继DIS（Distributed Interactive Simulation）之后出现的新一代分布式交互仿真标准。为了满足大规模复杂系统仿真的需求，我们需要建立基于分布式平台的三维场景仿真系统，并进行相关实验。然而，现有的处理三维场景的技术手段在特定的应用情景下相形见拙。同时，高度实时性这一硬性指标对现有分布式交互仿真技术提出了较大的挑战。本文针对以上问题进行如下工作：以特定的数据源为基础，设计相应工具（链），完成从“平面”的文本数据到具有可视效果的三维场景的快速转化；创新性地将DIS中的DR（Dead Reckoning）核心模型移植到基于HLA/RTI（Run-TimeInfrastructure）框架的仿真应用中，提出基于HLA/RTI框架的对象同步模型HLA-DR（Dead Reckoning Model based on HLA），实现分布式三维场景中仿真实体的同步。最后通过实验分析表明新的同步策略满足系统设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 分布式三维场景技术现状
• 1.2.2 分布式交互仿真技术
• 1.2.3 国内相关领域的研究现状
• 1.3 主要工作内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 相关技术与理论
• 2.1 分布式三维场景技术及相关理论
• 2.1.1 实时图形渲染技术
• 2.1.2 集成式图形渲染引擎
• 2.1.3 分布式三维虚拟场景技术
• 2.2 分布式交互仿真框架及理论
• 2.2.1 DIS分布式交互仿真平台
• 2.2.2 Dead Reckoning模型
• 2.2.3 HLA高层体系结构仿真框架
• 2.3 本章小结
• 第三章 HLA-DR同步模型的提出与设计
• 3.1 HLA-DR同步模型的提出
• 3.2 对现有同步策略的详细分析
• 3.2.1 延迟的发生及可行的解决方案
• 3.2.2 动作停顿跳跃现象及可行的解决方案
• 3.2.3 动作预测（动作平滑）
• 3.2.4 尽可能节约有限的网络带宽
• 3.3 DIS中的Dead Reckoning模型
• 3.3.1 DR模型与实体的关系
• 3.3.2 DR模型（DRM）表示法
• 3.3.3 DR模型的推算公式
• 3.4 HLA-DR模型的设计
• 3.4.1 实体属性和交互参数的设计
• 3.4.2 HLA-DR模型的推算阶段
• 3.4.3 HLA-DR模型的平滑阶段
• 3.5 仿真结点间时间同步设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 HLA-DR同步模型的实现
• 4.1 构建分布式三维虚拟场景
• 4.1.1 三维场景数据预处理
• 4.1.2 复杂场景的组织管理
• 4.1.3 节点间数据同步方法
• 4.2 HLA-DR模型的实现
• 4.2.1 交互仿真平台的搭建
• 4.2.2 HLA-DR模型基础数据结构的实现
• 4.2.3 HLA-DR模型平滑阶段的实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 实验验证和结果分析
• 5.1 实验设计
• 5.1.1 实验内容
• 5.1.2 实验环境
• 5.1.3 评价指标
• 5.1.4 性能测试工具
• 5.2 实验结果及分析
• 5.2.1 运行效率分析
• 5.2.2 系统稳定性分析
• 5.2.3 系统流畅性分析
• 5.3 系统部分截图
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果