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題名 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
作者 許文祥
Hsu, Wen-Hsiang
貢獻者 李蔡彥
Li, Tsai-Yen
許文祥
Hsu, Wen-Hsiang
日期 2001
上傳時間 18-Sep-2009 18:27:19 (UTC+8)
摘要 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 PN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
描述 碩士
國立政治大學
資訊科學學系
90
資料來源 http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G91NCCU2932012
資料類型 thesis
dc.contributor.advisor 李蔡彥zh_TW
dc.contributor.advisor Li, Tsai-Yenen_US
dc.contributor.author (Authors) 許文祥zh_TW
dc.contributor.author (Authors) Hsu, Wen-Hsiangen_US
dc.creator (作者) 許文祥zh_TW
dc.creator (作者) Hsu, Wen-Hsiangen_US
dc.date (日期) 2001en_US
dc.date.accessioned 18-Sep-2009 18:27:19 (UTC+8)-
dc.date.available 18-Sep-2009 18:27:19 (UTC+8)-
dc.date.issued (上傳時間) 18-Sep-2009 18:27:19 (UTC+8)-
dc.identifier (Other Identifiers) G91NCCU2932012en_US
dc.identifier.uri (URI) https://nccur.lib.nccu.edu.tw/handle/140.119/36387-
dc.description (描述) 碩士zh_TW
dc.description (描述) 國立政治大學zh_TW
dc.description (描述) 資訊科學學系zh_TW
dc.description (描述) 90zh_TW
dc.description.abstract (摘要) 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。zh_TW
dc.description.abstract (摘要) 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.en_US
dc.description.abstract (摘要) 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 PN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
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dc.description.tableofcontents 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 PN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
zh_TW
dc.language.iso en_US-
dc.source.uri (資料來源) http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G91NCCU2932012en_US
dc.title (題名) 有效瀏覽複雜虛擬場景之資料管理機制zh_TW
dc.title (題名) Data management scheme for effective walkthrough in complex birtual environmentsen_US
dc.type (資料類型) thesisen