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| 研究生： |
許文祥 Hsu, Wen-Hsiang |
|---|---|
| 論文名稱： |
有效瀏覽複雜虛擬場景之資料管理機制 Data management scheme for effective walkthrough in complex birtual environments |
| 指導教授： |
李蔡彥
Li, Tsai-Yen |
| 學位類別： |
碩士
Master |
| 系所名稱： |
理學院 - 資訊科學系 |
| 論文出版年： | 2002 |
| 畢業學年度： | 90 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 63 |
| 相關次數： | 點閱：138 下載：32 |
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虛擬場景的瀏覽可讓使用者未親自置於真實環境中，也能對該環境有所了解。但隨著場景複雜度與相關應用的增加，如何能在有限的網路頻寬與受限的硬體資源下，讓使用者在大型虛擬環境中仍擁有一定的瀏覽品質，就成為相當重要的課題。本論文為了解決瀏覽大型環境的問題，提出了一個有效的解決方案。本論文所提議的系統採用了即時的場景管理機制，其作用在於減少網路傳輸之幾何資料量，並有效管理使用者端計算資源。另外，我們還採用了具優先權概念的MLM(Most Likelihood Movement)預取模型，經由預測使用者未來可能動向來進行場景的預取。為了提高預取的準確率，此模型將滑鼠的操控特性和障礙物對瀏覽行為的影響納入考量。本系統的快取機制，則是依據瀏覽行為在空間與時間的相關性而設計的混合式相關(Hybrid Coherence)快取模型。我們已實做了整個瀏覽大型場景的前後端系統，並以實驗的方式驗証所採用的機制能有助於瀏覽效率的提升。
Walkthrough in a virtual environment enables a user to have realistic experiences in an unreachable scene. However, as the complexity and applications of virtual environments increase, it becomes an emerging issue to maintain the quality of a walkthrough experience. In this thesis, we propose an effective data management scheme to address this issue. First, we propose to use real-time scene management to reduce the amount of geometry data transmission and to manage the computing resources on the client side. Second, we propose a prioritized MLM(Most Likelihood Movement) model to prefetch possible future objects, based on users' current motion intentions. In addition, this prefetching model has accounted for mouse control and influence of obstacles in walkthrough to increase prefetching accuracy. Lastly, a hybrid coherence cache model is proposed to take advantages of both the temporal and spatial localities of walkthrough. We have implemented the front-end and back-end systems for the proposed scheme and done extensive experiments to demonstrate how these techniques can improve the effectiveness of walkthrough in a large virtual environment.
第一章 緒論-----1
1.1 研究動機與目的-----1
1.2 本論文的貢獻-----3
1.3 本論文的章節架構-----4
第二章 相關研究-----5
2.1 幾何複製的相關研究-----5
2.2 資料管理的相關研究-----7
2.3 與本論文相近的研究-----8
第三章 問題定義-----11
3.1 基本問題定義-----11
3.2 虛擬環境瀏覽的類型-----13
3.2.1 伺服器端與使用者端資料管理-----13
3.2.2 單人與多人虛擬環境-----14
3.2.3 特殊假設與無特殊假設的瀏覽行為-----15
3.3 本論文的範疇-----15
第四章 系統架構-----17
4.1 系統架構概述-----17
4.2 即時場景管理-----19
4.3 混合式相關快取模型-----21
4.3.1 空間相關性的判斷-----23
4.3.2 實例說明-----24
第五章 MLM預取模型-----27
5.1 瀏覽過程中資料存取的觀察-----28
5.2 優先權的觀念-----31
5.3 滑鼠操控對瀏覽行為的影響-----32
5.3.1 滑鼠空間-----32
5.3.2 滑鼠的導正行為-----36
5.4 障礙物對瀏覽行為的影響-----39
5.5 結合滑鼠操控與障礙物影響的模型-----41
第六章 實作與實驗-----42
6.1 實作成果-----42
6.1.1 瀏覽系統運作-----42
6.1.2 後端場景的建立與管理-----46
6.2 實驗-----49
6.2.l實驗結果-----51
6.2.2實驗討論-----53
第七章 結論-----58
7.1 結論-----58
7.2 未來發展方向-----59
參考文獻-----60
圖目錄
圖1.1 在虛擬環境中進行瀏覽的範例-----2
圖2.1 參考文獻[14]的系統架構-----9
圖3.1 主從式虛擬瀏覽架構圖-----12
圖3.2 二維空間的定義-----13
圖3.3 伺服器端資料管理示意圖-----14
圖4.l 系統架構圖-----18
圖4.2 畫格的更新過程-----19
圖4.3 即時場景管理作用的範例-----20
圖4.4 混合式相關快取演算法的虛擬碼-----22
圖4.5 快取模型中空間相關示意圖-----24
圖4.6 混合式相關快取的範例-----25
圖4.7 快取模型作用的範例-----26
圖5.1 瀏覽過程的範例-----28
圖5.2 瀏覽範例圖5.1中的更新物體數目與畫格更新頻率-----29
圖5.3 更新物體數目與畫格更新頻率間的關係-----30
圖5.4 滑鼠空間示意圖-----33
圖5.5 滑鼠空間中拖曳軌跡示意圖-----34
圖5.6 P<sub>N</sub>的鄰近點的取法-----35
圖5.7 導正行為對滑鼠可能落點集合的影響-----37
圖5.8 障礙物對可能組態集合的影響-----40
圖6.1 系統實作架構圖-----43
圖6.2 使用者界面-----44
圖6.3 視覺消去法的範例-----46
圖6.4 場景編輯器-----47
圖6.5 實驗中採用的兩個場景與路徑-----50
圖6.6 例子(4)中PATH(A)與PATH(B)的畫格更新頻率-----54
圖6.7 五個例子中畫格更新頻率的平均值-----55
圖6.8 五個例子中畫格更新頻率的標準差值-----55
圖6.9 預取模型對更新物體數目的影響-----57
表目錄
表6.1 採用不同方法的實驗編號-----51
表6.2 實驗結果-----51
表6.3 例子(4)中瀏覽前後記憶體使用量-----54