한국시뮬레이션학회 2001년도 The Seoul International Simulation Conference
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pp.68-71
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2001
Integrated Simulation System of Aircraft is a networked virtual synthetic environment. This paper presents hardware-in-the-loop simulation, man-in-the-loop simulation, computer generated aircraft, virtual prototype of aircraft dynamics, and networked simulation system.
본 논문에서는 실감형 Networked Virtual Environment (NVE)의 사실성 증진을 위한 Non Player Character (NPC)의 지능적 제어 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 반응의 다양성, 실시간성 그리고 NPC의 능동성면에서 기존 게임에서 사용되는 NPC 구현 기법과 차이가 있다. 기존 NPC 제어구조의 경우, 휴먼 사용자의 행동에 따른 NPC의 반응이 일정 스크립트나 규칙에 따르기 때문에 정형적이며, 또한 NPC의 반응시간에 대한 실시간성을 고려하지 않고 있다. 또한 NPC는 휴먼 사용자의 액션에 반응하는 종속적이고 수동적인 역할만을 담당한다. 제안하는 프레임워크에서는 NPC는 각자의 취향을 가지고 있어 다양한 반응과 행동양식을 보일 수 있으며, NPC의 행동 결정 시간에 어느 정도 실시간성을 부여할 수 있으며, 또한 NPC의 역할이 수동적 형태에서 벗어나 능동적으로 계획하여 행동을 실행할 수 있다. 프레임워크의 구현을 위해 SWI-Prolog의 Rule based 추론엔진과 유전자 알고리즘을 사용하였다.
In this paper, we propose a common simulation model that can be reused for different performance evaluations of networked virtual environments. To this end, we analyzed the common features of NVEs, in which multiple regions compose a shared space, and where a user has his/her own interest area. Communication architecture can be client-server or peer-server models. In usual simulations, users move around the world while the number of users varies with the system. Our model provides various simulation parameters to customize the region configuration and user movement pattern. Furthermore, our model introduces a way to mimic a lot of users in a minimal experiment environment. The proposed model is integrated with our network framework, which supports various scalability approaches. We specifically applied our model to the interest management and load distribution schemes to evaluate communication overhead. With the proposed simulation model, a new simulation can be easily designed in a large-scale environment.
This paper presents a new DR(Dead Reckoning) algorithm in client-server-based networked virtual environment using network delay estimation. In the algorithm, a new update packet is sent to server (or client) whenever the difference of current real value and tracking value after network delay is larger than threshold. To confirm the proposed algorithm, a test network game was implemented. Through iterative field tests, we knew that this algorithm provides fair service and stability.
네트워크 인프라와 개인 PC 의 성능 향상으로, 실세계와 흡사한 가상세계가 점차 활성화되는 추세이다. 네트워크에 기반한 가상 환경이 갖는 가장 큰 장점은, 물리적으로 멀리 떨어져 있는 여러 사용자들을 하나의 가상공간에 있는 듯한 착각(illusion)을 주고, 실시간으로 상호작용이 가능하다는 것이다. 본 논문에서는 이러한 networked Virtual Environment(이하 net- VE)의 구성에 고려되어 지는 네트워크 구조와 DIS, HLA, vrtp등의 프로토콜을 살펴보고, 기존의 군사용 그리고 대학에서 구성된 net-VE 환경들에 대한 일반적인 특성들을 정리해본다. 그리고 현재 국내에서 서비스 되고 있는 net-VE 환경을 살펴본다.
네트워크 가상현실 시스템은 먼 거리에 떨어진 사용자들 사이에 일관성 있는 가상 세계를 제공하며, 군사, 오락, 건축 등 여러 부분에 응용되고 있다. 본 논문에서는 그 동안 고성능 그래픽 워크스테이션 환경에서 중심적으로 연구되어 왔던 네트워크 가상현실 시스템을 가장 보편적인 플랫폼인 PC 환경에서 구현할 때 생기는 3차원 그래픽 처리 성능의 문제, 네트워크 대역폭과 전송 지연의 문제 등 여러 문제점들과 이에 대한 해결책들을 제시하고 건축 시뮬레이션을 응용으로 삼아 복수 사용자 가상현실을 구현하였다.
가상환경에 참여하는 참여자들의 하드웨어와 네트워크 성능은 매우 다를 수 있으므로 다양한 환경 하에 있는 참여자들에게 동일한 대우를 하는 공정성과 적절한 응답성의 보장과 이를 위한 동기화는 반드시 해결되어야 할 과제이다. 동기화를 위하여 메시지를 받은 즉시 처리하지 않고 일정한 대기시간이 지난 후 처리하는 방법을 사용할 수 있다. 대기시간이 길어질수록 공정성은 좋아지나 응답성이 떨어지므로 적절한 대기시간을 결정하는 것은 쉬운 문제가 아니다. 본 논문에서는 참여자들의 네트워크 지연시간 중 일정 비율을 제외한 나머지만을 고려하여 대기시간을 결정하는 방법을 제안하고 이 방법의 효용성을 검증했다. 이를 위해 가상환경을 구축하고 메시지를 생성하여 모의실험을 하였다. 실험에서는 본 논문에서 제안한 방범이 대부분의 경우에 좋은 결과를 보여 네트워크로 연결된 가상환경에서 메시지를 동기화 하는데 효과적인 방법임을 입증하였다.
본 논문에서는 촉감지원 NVE (networked virtual environment) QoE (quality of experience) 프레임워크의 프로토타입을 제안한다. 제안하는 NVE QoE 프레임워크는 가변적인 네트워크 상황과 이질적인 시스템 상에서도 제한된 자원을 효율적으로 사용하여 사용자에게 높은 현실감을 제공하는 것을 목표로 한다. 이를 위해서 촉감지원 NVE에서 요구되는 현실감 수준을 효율적으로 수치화 할 수 있는 방법을 제안하고 이를 기반으로 QoE 요구조건을 충족시키기 위해 필요한 컴포넌트들을 정의한다. 또한 다양한 미디어들이 결합되어있는 촉감 지원 NVE의 서비스에 따른 네트워크 요구조건을 분석하고 다양한 요구 조건을 효율적으로 수용하기 위해 필요한 촉감 지원 NVE 전송 컴포넌트들을 제안한다. 실험결과에 따르면 제안된 3D NVE QoE 프레임워크는 효율적인 cpu 및 네트워크 사용을 보장하며 이를 기반으로 제한된 자원 하에서도 사용자의 현실감을 개선시킨다.
본 논문은 클라이언트/서버 구조의 촉감기반 네트워크 가상환경 시스템의 안정성을 평가하고, 네트워크 지연에 따른 촉감의 질적 저하 정도를 분석한다. 이를 통해서 안정성과 투명성을 위한 올바른 통신 구조를 도출하고 사용자가 요구하는 현실감 수준에 적합한 네트워크 상황의 예측 방법을 소개한다. 또한 네트워크 지연에 의해 생성되는 비현실적인 힘 피드백을 스프링 상수의 동적인 변경을 통해서 보상하는 네트워크 지연 보상기법을 제안한다. 촉감 기반 네트워크 응용프로그램을 기반으로 제안된 촉감기반 네트워크 가상환경 구조의 안정성 및 투명성 평가의 타당성을 검증하고 네트워크 지연 보상 기법의 유용성을 확인한다.
대단위(large-scale) 가상현실 시스템이나 가상현실 시스템의 구성요소가 네트워크(일반적인 통신망)를 통하여 분산되어 있는 경우를 네트워크 가상현실 시스템(Net-VE : Networked Virtual Environment)이라 한다. 가상현실의 환경을 분산 처리하는 경우 가상현실 시각의 공유방법, 분산시스템의 구성방법, 저속 혹은 고속통신망을 통한 대량의 데이터를 전송하는 방법, 가상현실 내의 이용자의 상호작용 방법, 데이터 공유방법, 분산처리 방법 등 가상현실 기술에 부가하여 통신망기술, 프로토콜 공학, 분산 처리기술 등 다양한 주변 기술이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 더 유연성 있고 모듈러한 네트워크 가상 환경을 구축하는데 있어 효율적인 객체 지향 프로그래밍 기술인 자바의 다중 쓰레드 병렬처리 기법을 사용하고자 한다. 자바의 쓰레드 구조를 사용함으로써 네트워크 가상환경에서 여러 클라이언트에서 요청하는 데이터를 네트워크를 통한 지연에 대한 효과적인 대안으로서 자바의 다중 쓰레드 병렬처리 기법을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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