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分布式虚拟环境技术是虚拟现实技术的研究热点之一。一致性是分布式虚拟环境的基本要求,但在基于高层体系结构(High Level Architecturel,HLA)的分布式虚拟环境中,一致性问题并未得到很好解决,阻碍了分布式虚拟环境的可伸缩性。 本文首先构建了基于HLA的分布式虚拟靶试系统,提出了基于HLA的联邦成员的系统结构三个层次通用设计模式。三个层次结构分别为:网络层、交互层和应用层。网络层主要负责底层数据通讯和联邦管理,应用层完成实体仿真的任务,重点在交互层中实现了时间一致性、空间一致性和数据分发控制,扩展了RTI的功能。分为:时间一致性、空间一致性和数据分发控制三个方面来论述。 时间一致性需要解决分布式仿真系统中各仿真节点的时钟同步问题。本文在分析了常用时钟同步方法的基础上,结合分布式虚拟靶试系统的特点,提出了基于兴趣域的自发式时钟同步方法。该方法没有时间主机的概念,可进行灵活的同步定时,动态反映各个邦元节点之间的关联密切程度。性能分析和模拟测试结果表明,该策略能有效提高仿真系统的性能,缓解系统的时空不一致程度。 为了克服因坐标系不同而造成的空间不一致,本文给出了一种在HLA/RTI中实现坐标转换的机制。讨论了坐标转换的必要性及转换方式和转换模式等问题。研究了分布式虚拟靶试系统中所用坐标系之间的转换关系,给出了转换公式。 将分布式虚拟环境中的DDM数据分发管理、数据过滤、DR推算定位三种基本技术相结合,对数据分发控制研究了一种新的实现结构及数据分级过滤方法。在数据发布和接收传输过程中,首先由RTI的DDM服务建立数据传输通道,然后使用数据分级过滤方法对通道上传输的数据进行自适应调整式过滤,根据网络状况和节点的计算能力将非关键信息有选择的过滤掉,保障关键信息的传输带宽。最后通过DR推算定位技术对过滤掉的非关键数据进行恢复。使分布式虚拟环境中各个仿真节点的数据保持一致性。 本文最后在分布式虚拟靶试系统中实现了时间一致性、空间一致性和数据分发控制,并对其性能进行了测试分析和评价。结果表明,系统的性能有明显的提高,很好的解决了系统的不一致程度。本文提出的基于HLA的联邦成员系统结构设计模式和一致性实现机制具有一定的通用性,研究结果对建立大规模分布式仿真系统有一定的借鉴和参考价值。