Ambientes Virtuales Multiusuario

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Diego Terront

Agenda Definición Algoritmo de perros y conejos Aplicacio

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

Estándares Rendering y Gráficos Tienen poco o nada que ver con aspectos de comunicaciones Communications Middleware Enfocados 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)

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.

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 de objetos, manejos de conexión entre procesos y de actualización de objetos

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.

Aspectos de Red Ancho de Banda Distribución de la Red Latencia Confiabilidad

Ancho de Banda Influenciado por lo que se tiene en recursos frente a lo que se necesita desarrollar. LAN/WAN hacia Broadband Redes Caseras, Cable Modems, ADSL. GigaBit Ethernet, Wireless Número de participantes/Nodos Distribución (Multicast vs Broadcast) Tecnicas de Dead-Reckoning

Distribución de Red Punto a Punto: Visor CAD compartido Broadcast y multicast: Red Mbone. Aplicaciones como RealAudio. Cliente-Servidor Java, Web, VRML Mezclados HLA, Open Community

Latencia y Desincronización El lado oscuro de los ambientes virtuales en red Se pierde sincronización Influenciado por : Distancia Protocolo de Red (TCP, UDP, PPP, ATM) Compresión Congestión de Enrutamiento: TCP (retrazo variable) Software de por medio (OS) Dispositivos I/O (serialización) Secuenciamiento de paquetes

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

Latencia y Desincronización Ajustes de la Industria de Juegos Especializar la red Crear arenas localizadas Esperar que el Internet mejore

Confiabilidad Necesita garantizarse que algunos datos serán recibidos Algunos datos son menos críticos Vectores de movimiento Paquetes de voz Técnicas Replicación (redundancia) Garantias variables Calidad de Servicio (QoS)

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

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

Dead Reckoning Ejemplo

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

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

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)

Arquitecturas Point to Point Principios en unicasting. No son escalables Mensajes enviados con complejidad O(n^2) Broadcasting y multicasting Como DIS apoyado en técnicas de DR Escalabilidad intermedia Mensajes complejidad O(n) Multicast particiona el espacio en áreas

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.

Arquitecturas Arquitectura FIRETEAM (juego)

Aplicaciones Simulación Militar

Aplicaciones Juegos FPS : Doom, Quake Estrategy: AOE Simulation: GP3, MSFlight Simulator Consolas de juegos: PS2, X-Box

Aplicaciones Conferencia Virtual

Aplicaciones Tele Medicina

Aplicaciones Educación Entrenamiento Aprendizaje

Retos

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