Algorithmen zur Unterstützung von Immersive Gaming Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen...

Algorithmen zur Unterstützung von Immersive Gaming

Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten

5.November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 2

Gliederung Ansatzes des NICTA

Chord-Protokoll Quadtree Vorstellung des Verfahrens Diskussion

Delaunay-Netze-basiertes Verfahren Delaunay-Triangulierung Dynamische Cluster-Bildung Bewertung

Fazit


Ansatz des NICTA Chord Quadtree Vorstellung Diskussion

Protokoll zur effizienten Suche nach Knoten und Inhalten in einem Peer-to-Peer-Netz

Knoten in einem Ring angeordnet

Position durch Hash-Funktion bestimmt

Jeder Knoten kennt nur eine Teilmenge aller Knoten im Ring.


Interessenmanagement Ein Objekt muss nur den Zustand einer Teilmenge

aller Objekte in der virtuellen Welt kennen.

Gebietsbasiert Verbindung von Peers, deren Objekte sich in einem

Gebiet befinden.

Nachbarschaftsbasiert Verbindung von Peers, deren Objekte benachbart sind.


Ansatz des NICTA Chord Quadtree Vorstellung Diskussion

N8 + 1 = N9 N14

N8 + 2 = N10 N14

N8 + 4 = N12 N14

N8 + 8 = N16 N21

N8 + 16 = N24 N32

N8 + 32 = N40 N42

Fingertabelle des Knotens N8


Ansatz des NICTAChord Quadtree Vorstellung Diskussion

spezielle Baumstruktur

jeder Knoten hat höchstens vier Kinder

zweidimensionale Daten (z.B. Fläche einer virtuellen Welt) organisieren

jeder Knoten repräsentiert einen Quadranten



trennt Regionsverwaltung und Interaktions-Management

gebietsbasiertes Verfahren

Die virtuelle Welt wird gemäß eines Quadtrees in Regionen unterteil.

Wenn sich mehrere Objekte in einem Teil der virtuellen Welt aufhalten, findet erneut eine Teilung der Teilregion statt.

Die Regionen werden den Peers im Netz zugeordnet. Diese verwalten die Objekte in dieser Region.



Objekte:

statische und dynamische statische Objekte: Bilder, Häuser, Felsen dynamische Objekte: fliegende Raketen,

fahrende Automobile

Jedes Objekt in der Virtuellen Welt hat einen Ereignisbereich.



Ereignisbereich:

Das Zentrum wird durch einen Knoten des Quadtrees indiziert.

Ein Objekt kann sich innerhalb seines Bereiches bewegen.

Objekte können interagieren, wenn sich ihre Ereignisbereiche überschneiden.



Peer-to-Peer-Verbindung

Zwei Voraussetzungen für eine Peer-to-Peer-Verbindung müssen erfüllt sein:

Die Ereignisbereiche der Objekte überschneiden sich.

Objekte werden von unterschiedlichen Peers verwaltet.



Stärken:

Verwendung von vorhandenen Konstrukten (Baum, Chord)

Trennung von Raumverwaltung und Interaktion der Objekte

Skalierbarkeit des Systems



Schwächen:

Dynamik des Spiels statische Strukturen

Ballung von Objekten

Unterschiede der Nachbarschaftsbeziehungen



Schwächen der Baumstruktur:

Objekte in der virtuellen Welt nicht gleichverteilt Baum ist nicht ausbalanciert

Nachbarschaftsproblem Schlüsselverlust

O

DCBA

ADACABAA CDCCCBCA


Schwächen des Chord-Protokolls:

viele Peers => Schlüssellänge m groß

m groß => viele Einträge in den Fingertabellen

viele Einträge in den Fingertabellen => hoher Aufwand bei ausfallenden und hinzukommenden Peers (Knoten)



Delaunay-Netze-basiertes Verfahren Delaunay-Netze Dynamisches Clustern Bewertung

Festlegung der Topologie durch Delaunay-Triangulierung

Der Umkreis eines beliebigen Dreiecks im Netz umschließt keinen anderen Knoten des Netzes.



Delaunay-Triangulierung

Kosten: Cm = Nn * Rb + k * Rf

Cm - Verwaltungskosten des Delaunay-Netzes Nn - Anzahl der direkten Nachbarn Rb - Häufigkeit des Nachrichtenaustausches an direkten Nachbarn k - Anzahl der versendeten Pakete für Wiederherstellung Rf - Häufigkeit der Wiederherstellung



Jeder Knoten kann Cluster-Bildung anregen. Verwaltung durch den Cluster-Head. Das Cluster-Zentrum ist ein virtueller Knoten. Die Delaunay-Triangulierung muss auch im Cluster

beachtet werden. Cluster im Cluster ist möglich!


Delaunay-Netze-basiertes VerfahrenDelaunay-Netze Dynamisches Clustern Bewertung

Vorteile: Verwendung einer vorhandenen Struktur Veränderungen nur lokal nötig Ballung von Objekten durch Cluster-Bildung

Nachteile: Cluster im Cluster Triangulierung nicht eindeutig


Fazit Peer-to-Peer ist als Netzmodell gut geeignet Ansätze haben Vor- und Nachteile

Größte Probleme sind: Dynamik Ballung

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