Ambientes Virtuales Multiusuario Diego Terront [email protected].
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Ambientes Virtuales Multiusuario
Diego [email protected]
Ambientes Virtuales Multiusuario
Agenda
Definición
Algoritmo de perros y conejos
Aplicacio
Ambientes Virtuales Multiusuario
Definición
• Sistema colaborativo de sistemas de RV en red.
• Capacidad de interacción entre usuarios en tiempo real.
• Usuarios comparten información y manipulan objetos en el ambiente compartido
• Usan gráficos en 3d y se apoyan en las técnicas de RV para generar inmersión
Ambientes Virtuales Multiusuario
Estándares
• Rendering y GráficosTienen poco o nada que ver con aspectos de comunicaciones
• Communications MiddlewareEnfocados en la conectividad de usuarios para compartir mundos
Dedicados a networking, actualización de estados del mundo y compartición de objetos.
• Living Worlds• Open Community• High Level Architecture (HLA)
Ambientes Virtuales Multiusuario
Estándares
• Communications Middleware
Living Worlds
Interfaz comun para VRML 2.0 que soporta interacción basica en escenas virtuales multi-usuario.
Permite conocer que alguien llegó, salió, envia mensaje o cambia algo en escena.
No esta totalmente involucrado en los aspectos de comunicaciones.
Ambientes Virtuales Multiusuario
Estándares
Communications Middleware
Open Community
Del Mitsubishi Electric Research Lab.
Librería con servicios detallados y esenciales para aplicaciones cooperativas multiusuario.
Utliza un protocolo híbrido que permite manejar varios modos de transporte de los datos e informacion para VR.
Soporta multicast, streaming audio, compartición de información deobjetos, manejos de conexión entre procesos y de actualización de objetos
Ambientes Virtuales Multiusuario
Estándares
• Communications Middleware
High Level Architecture (HLA)
Del U.S. Defense Modeling and Simulation Office
Framework genérico que permita incorporar cualquier objeto virtual a la simulación
Define una serie de servicios estándares e interfaces para ser usados por todos los participantes.
Ambientes Virtuales Multiusuario
Aspectos de Red
• Ancho de Banda
• Distribución de la Red
• Latencia
• Confiabilidad
Ambientes Virtuales Multiusuario
Ancho de Banda
• Influenciado por lo que se tiene en recursos frente a lo que se necesita desarrollar.
• LAN/WAN hacia BroadbandRedes Caseras, Cable Modems, ADSL. GigaBit Ethernet, Wireless
• Número de participantes/Nodos
• Distribución (Multicast vs Broadcast)
• Tecnicas de Dead-Reckoning
Ambientes Virtuales Multiusuario
Distribución de Red
• Punto a Punto: Visor CAD compartido
• Broadcast y multicast: Red Mbone. Aplicaciones como RealAudio.
• Cliente-ServidorJava, Web, VRML
• Mezclados HLA, Open Community
Ambientes Virtuales Multiusuario
Latencia y Desincronización
• El lado oscuro de los ambientes virtuales en red
• Se pierde sincronización
• Influenciado por :
DistanciaProtocolo de Red (TCP, UDP, PPP, ATM)CompresiónCongestión de Enrutamiento: TCP (retrazo variable)Software de por medio (OS)Dispositivos I/O (serialización)Secuenciamiento de paquetes
Ambientes Virtuales Multiusuario
Latencia y Desincronización
Ajustes
• Dead Reckoning con smoothing (DIS)
• Medición de la latencia con RTCP o PING
• Sincronización y buffering con RTP
• Garantias de Calidad de Servicio (QoS)
• Protocolo apropiado
• Mejor esquema de compresión
Ambientes Virtuales Multiusuario
Latencia y Desincronización
Ajustes de la Industria de Juegos
Especializar la red
Crear arenas localizadas
Esperar que el Internet mejore
Ambientes Virtuales Multiusuario
Confiabilidad
• Necesita garantizarse que algunos datos serán recibidos
• Algunos datos son menos críticosVectores de movimientoPaquetes de voz
• TécnicasReplicación (redundancia)Garantias variablesCalidad de Servicio (QoS)
Ambientes Virtuales Multiusuario
Dead Reckoning
• Desarrollado como parte del protocolo DIS (Distributed Interactive Simulation).
• Desarrollado por los militares navales para aplicaciones de simulación de batalla.
• Trata de resolver los problemas de compatibilidad, ancho de banda y latencia
Ambientes Virtuales Multiusuario
Dead Reckoning
• No se envia solo la ubicación de una entidad. Además envía el instante de tiempo y el vector de velocidad.
• Cada host extrapola la ubicación de la entidad sin actualizaciones adicionales
• Actúa para orientación y para localización
• Puede combinarse con algoritmos predictivos para mayor eficacia
• Apoyo en protocolos no orientados a conexión (UDP)
• No es infalible ante movimientos impredecibles
Ambientes Virtuales Multiusuario
Dead Reckoning
Ejemplo
Ambientes Virtuales Multiusuario
Multicasting• Aún con DR el problema con redes broadcast permanece
• Solución usar multicasting
• Tiene características de Broadcasting y de P2P
• Cada host puede pertenecer a un número de grupos multicast
• Cada grupo posee su propia dirección IP de internet
• Un mensaje al grupo llega a todos sus miembros
• Desafortunadamente no es universal.
• MBone producto de asociación de máquinas con capacidad multicast
Ambientes Virtuales Multiusuario
Multicasting
• Solución para mundos en celdas
• Manejo de Areas de Interés
• Cada celda equivale a un grupo y trata solo los hosts asignados a ella
• El acceso de un host a un grupo equivale a salir de una celda y pasar a esta nueva
Ambientes Virtuales Multiusuario
Consideraciones
• No se puede asumir siempre que cada host tiene inicialmente la base de datos del mundo.
• Se debe esperar identificar a cada entidad de la simulación y poder acceder a su información
• Contar con mecanismos de indentificación de host y de sus entidades. (IP=host, id=entidad)
• Manejo del tiempo consistente. NTP (Network Time Protocol)
Ambientes Virtuales Multiusuario
Arquitecturas
Point to Point
Principios en unicasting.No son escalablesMensajes enviados con complejidad O(n^2)
Broadcasting y multicasting
Como DIS apoyado en técnicas de DREscalabilidad intermediaMensajes complejidad O(n)Multicast particiona el espacio en áreas
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Arquitecturas
Cliente Servidor
Versátil para manejo de estado de muchos usuarios.
Reduce considerablemente consumo de ancho de banda
Puede incorporar mecanismos de filtro que reduzcan aún mas las actualizaciones dirigidas a los clientes.
Múltiples Servidores
Para el caso de divisiones espaciales, un servidor dedicado a cada espacio.
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Arquitecturas
Arquitectura FIRETEAM (juego)
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Aplicaciones
Simulación Militar
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AplicacionesJuegos
FPS : Doom, QuakeEstrategy: AOESimulation: GP3, MSFlight SimulatorConsolas de juegos: PS2, X-Box
Ambientes Virtuales Multiusuario
Conferencia Virtual
Aplicaciones
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Tele Medicina
Aplicaciones
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EducaciónEntrenamientoAprendizaje
Aplicaciones
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Retos