分布式虛擬現(xiàn)實(shí)交互仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)多種模擬感官體驗(yàn)的外部設(shè)備，建立一個(gè)逼真的三維虛擬世界，提供參與者真實(shí)的沉浸感體驗(yàn)。而隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、交互技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于培訓(xùn)教育、工業(yè)訓(xùn)練、軍事仿真等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)將散落在各個(gè)位置的用戶連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息共享，協(xié)同工作和實(shí)時(shí)交互。
　　本文研究了一個(gè)基于分布式技術(shù)和Unity軟件平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)交互仿真系統(tǒng)，

2、系統(tǒng)支持多人實(shí)時(shí)協(xié)同工作。由于分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中普遍存在著真實(shí)性和流暢性不足的問(wèn)題，針對(duì)這一問(wèn)題，本文對(duì)系統(tǒng)中的人機(jī)交互關(guān)鍵技術(shù)和負(fù)載均衡機(jī)制進(jìn)行研究，并提出了優(yōu)化、解決的方案。
　　論文首先對(duì)系統(tǒng)中人機(jī)交互關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，在對(duì)虛擬手的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析后，根據(jù)其特點(diǎn)簡(jiǎn)化成多層的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)虛擬手的姿態(tài)解算，對(duì)傳統(tǒng)的一級(jí)擴(kuò)展卡爾曼濾波器進(jìn)行改進(jìn)，提出了兩級(jí)擴(kuò)展卡爾曼濾波器，能夠有效地降低計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)真實(shí)人手與虛擬

3、手模型的同步。在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)中交互操作中的穿透處理和抓取操作進(jìn)行了深入的研究。
　　針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中負(fù)載不平衡的情況，本文設(shè)計(jì)了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的負(fù)載均衡機(jī)制?；诜植际郊夹g(shù)，并結(jié)合系統(tǒng)的應(yīng)用需求，提出了由中心服務(wù)器和多個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器協(xié)同工作的系統(tǒng)框架。節(jié)點(diǎn)服務(wù)器負(fù)責(zé)本地任務(wù)的調(diào)動(dòng)，周期性收集負(fù)載信息發(fā)送到中心服務(wù)器，中心服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載情況，制定適合的負(fù)載均衡策略實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的平衡。
　　最后，本文設(shè)計(jì)并搭建了分布式虛擬現(xiàn)實(shí)