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第1章 概述1

1.1 概念1

1.2 分布式虚拟环境的发展历程2

1.3 分布式虚拟环境是什么6

1.4 主要技术与挑战8

1.5 章节组织12

基础篇：基本理论和技术17

第2章 分布式虚拟环境通信模型17

2.1 网络基础17

2.1.1 基本的网络指标17

2.1.2 网络协议分析18

2.2 分布式虚拟环境的通信模型20

2.2.1 模型的选择20

2.2.2 点对点模型21

2.2.3 集中式模型22

2.2.4 分布式对等模型23

2.2.5 服务器集群模型24

2.2.6 P2P模型25

2.2.7 混合型26

2.3 通信模型比较总结27

第3章 虚拟环境的状态共享29

3.1 虚拟环境系统的状态29

3.2 分布式的实时状态共享30

3.3 状态的发布订购32

3.4 从键盘鼠标操作特点到DR推算状态34

3.4.1 基本思想34

3.4.2 EPADR算法流程35

3.4.3 推算错误预测36

3.4.4 分级收敛39

3.4.5 推算策略40

3.4.6 实验与结果分析41

3.5 动态地形的状态共享44

3.5.1 系统结构45

3.5.2 动态地形时序模型46

3.5.3 变化数据的一致性48

3.5.4 实验与结果分析50

第4章 分布式虚拟环境国际标准53

4.1 Web上的3D标准53

4.2 分布交互仿真标准54

4.2.1 DIS标准55

4.2.2 HLA标准56

4.2.3 IEEE P1516与HLA 1.3的比较分析61

4.3 基于网格的标准75

4.3.1 网格支持的分布式仿真76

4.3.2 网格服务化的分布式仿真78

开发篇：系统设计与扩展83

第5章 分布式虚拟环境系统设计83

5.1 简单DVE系统的程序结构83

5.2 分布交互仿真系统的框架设计85

5.2.1 HLA系统中的一些共性特征86

5.2.2 分布交互仿真系统结构86

5.3 可组装的仿真应用程序体系结构90

5.4 设备无关的人机交互原语91

5.4.1 人机交互输入原语系统91

5.4.2 人机交互输出原语系统94

5.5 RTI无关的网络输入输出原语96

5.5.1 网络输入原语97

5.5.2 网络输出原语98

5.6 仿真应用程序的通用管理模型98

5.6.1 可扩展的仿真引擎99

5.6.2 仿真世界模型100

5.6.3 值与数据103

5.6.4 事件系统108

5.6.5 参数化机制111

5.6.6 异常机制112

5.6.7 心跳机制114

5.6.8 线程模型115

5.7 分布交互仿真应用程序开发框架BH HLA FM116

5.7.1 BH HLA FM的逻辑层次116

5.7.2 组成结构116

5.7.3 基于BH HLA FM的仿真应用程序开发步骤119

第6章 分布式虚拟环境系统实现技术121

6.1 虚拟环境开发工具简介121

6.1.1 建模工具121

6.1.2 绘制工具122

6.1.3 分布式开发平台125

6.1.4 其他专业化工具125

6.2 报文压缩与合并126

6.3 基于构件的仿真应用程序集成开发环境127

6.3.1 组成结构128

6.3.2 应用程序代码生成方法134

6.4 基于BH HLA的仿真应用程序开发方法137

6.4.1 开发步骤137

6.4.2 应用实例141

6.4.3 对比分析146

第7章 兴趣过滤与拥塞控制技术149

7.1 兴趣过滤149

7.1.1 兴趣技术的分类150

7.1.2 HLA标准规定的兴趣技术152

7.1.3 HLA DDM的实现机制154

7.2 兴趣的探究与兴趣层次LoI158

7.2.1 相关性评价问题159

7.2.2 兴趣技术的仿真特性探究160

7.2.3 虚拟环境中兴趣的特点及定义163

7.2.4 兴趣层次165

7.2.5 面向HLA的LoI定义168

7.2.6 HLA的LoI扩展方法172

7.3 基于LoI的自适应发布-订购机制174

7.3.1 基本符号定义175

7.3.2 发布者的LoI176

7.3.3 属性更新／反射报文的LoI177

7.3.4 订购者的LoI177

7.3.5 基于发布-订购LoI的更新反射定理180

7.3.6 算法分析183

7.3.7 LoI的实现185

7.4 基于LoI的DVE拥塞控制模型187

7.5 基于兴趣约束的组播地址分配193

7.5.1 组播地址分配方法研究现状194

7.5.2 组播地址分配中的兴趣约束195

7.5.3 布种模型197

7.5.4 仿真推进中布种模型的推演199

7.5.5 算法分析204

7.5.6 性能实验205

7.5.7 方法在BH RTI中的实现208

第8章 增强DVE系统体系结构的技术210

8.1 基于桥接盟员的异类RTI和多联盟互连210

8.1.1 问题的提出与研究现状210

8.1.2 RTIBridge体系结构212

8.1.3 异构FOM的映射216

8.1.4 HLA服务的互操作218

8.1.5 异类RTI和多联盟互连的开发和执行过程220

8.1.6 实验与结果分析220

8.2 多服务器增强的DVE系统结构223

8.2.1 基于多服务器的DVE系统研究现状224

8.2.2 基于虚拟环境划分的多服务器结构225

8.2.3 划分后虚拟环境中对象的维护226

8.2.4 对象属性的关系设置和计算229

8.2.5 基于Cell的AOI消息过滤232

8.3 多服务器DVE系统中的用户迁移234

8.3.1 DVE服务器间的用户迁移研究现状234

8.3.2 基于缓冲Cell的用户迁移方法235

8.3.3 实验与结果分析241

8.4 多服务器DVE系统的负载平衡245

8.4.1 DVE服务器间的负载平衡算法研究现状246

8.4.2 分层迭代的动态负载平衡算法247

8.4.3 实验与结果分析253

8.5 OpenMP并行优化的兴趣过滤257

8.5.1 面向游戏的AOI兴趣过滤流程257

8.5.2 AOI兴趣过滤的数学模型259

8.5.3 算法的串行实现260

8.5.4 基于OpenMP的并行优化261

8.5.5 实验与结果分析264

第9章 虚拟环境中的事件一致性与时间同步268

9.1 事件一致性与时间同步268

9.1.1 事件一致性的产生268

9.1.2 时间同步269

9.2 分布式仿真中的时间同步算法273

9.2.1 保守时间同步算法273

9.2.2 乐观时间同步算法275

9.2.3 标准中规定的时间同步算法276

9.3 HLA时间管理276

9.3.1 时间管理相关定义276

9.3.2 时间管理策略279

9.3.3 时间同步机制280

9.3.4 时间管理服务接口282

9.4 大规模分布节点的仿真时间同步283

9.4.1 分组管理的LBTS计算模型283

9.4.2 控制报文可靠性定理286

9.4.3 MCTS算法模型设计291

9.4.4 实验与结果分析294

第10章 分布式虚拟环境中组播的可靠性300

10.1 可靠传输协议分析300

10.1.1 TCP协议300

10.1.2 可靠组播协议概述302

10.1.3 可靠组播中的拥塞控制308

10.2 分布交互仿真中的可靠组播技术310

10.2.1 基于TCP的可靠组通信（TCP Exploder）311

10.2.2 基于IP组播的可靠传输313

10.2.3 分布交互仿真中的组通信特点314

10.3 基于Sender-Group的多对多组播丢包恢复方法317

10.3.1 面向多对多组播的报文编号方法318

10.3.2 组播报文备份及其缓存管理319

10.3.3 BH_RMER算法321

10.4 基于趋势分析的拥塞控制算法326

10.4.1 仿真节点发送速率初始化326

10.4.2 基于丢包率变化趋势的速率抑制327

10.4.3 基于缓冲区容量变化趋势的速率抑制329

10.4.4 随机推迟的拥塞反馈抑制331

10.5 可靠组播服务的实现及其应用333

10.5.1 可靠组播软件RMSP333

10.5.2 BH RTI中的可靠组传输机制335

10.5.3 实验与结果分析337

应用篇：平台开发与系统实例第11章 分布式虚拟环境运行平台345

11.1 BH RTI体系结构345

11.1.1 BH RTI 2.3软件结构349

11.1.2 本地RTI部件——LRC349

11.1.3 核心RTI——rtiexec主程序351

11.1.4 中心服务器——CentralServer353

11.1.5 层次式组织管理354

11.2 消息传递机制设计355

11.2.1 多协议通信355

11.2.2 PDU消息定义356

11.2.3 消息处理方式357

11.2.4 跨平台设计358

11.2.5 RTI进程模型359

11.3 分级协同管理的联盟服务361

11.3.1 HLA标准中的联盟管理服务361

11.3.2 分级组织的基本联盟管理365

11.3.3 逻辑同步点的全局和局部管理369

11.3.4 分级报告的联盟保存和恢复机制372

11.4 实现对异类标准的兼容377

11.4.1 问题的产生377

11.4.2 互操作问题研究378

11.4.3 BH RTI中的标准兼容性设计379

11.5 BH RTI及其工具381

11.6 BH RTI测试技术386

11.6.1 相关工作387

11.6.2 面向HLA的交叉检验测试方法388

11.6.3 HLA标准自动化测试的实现391

11.6.4 实验与结果分析394

第12章 基于多服务器的FPS网络游戏实例397

12.1 Attention的服务器设计398

12.1.1 服务器总体结构398

12.1.2 服务器结构与流程设计400

12.1.3 多服务器算法在Attention Server中的实现406

12.2 Attention的客户端设计408

12.2.1 分离游戏引擎与游戏逻辑409

12.2.2 组织结构410

12.2.3 程序框架411

12.3 Attention游戏逻辑412

12.3.1 游戏计算412

12.3.2 游戏协议413

12.3.3 游戏设定413

12.4 系统实验与结果分析414

12.4.1 测试工具设计414

12.4.2 测试环境416

12.4.3 功能测试417

12.4.4 规模测试418

12.4.5 负载平衡测试420

分布式虚拟环境展望424

参考文献432