發(fā)布時(shí)間：2023-11-24 22:10

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展迅速,結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輪機(jī)模擬器也日漸成熟并逐漸衍生出許多新的需求,其中互聯(lián)網(wǎng)多人協(xié)作功能與程序運(yùn)行穩(wěn)定性及流暢度是需求重點(diǎn)。本文以上述需求作為課題重點(diǎn),以現(xiàn)有的大連海事大學(xué)分布式輪機(jī)模擬器作為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)出基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的全新仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái):輪機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室。首先綜述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征及其在輪機(jī)模擬器領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,根據(jù)輪機(jī)模擬器中硬件端的特點(diǎn),提出了切合實(shí)際的功能需求與性能需求。其次,闡述了搭建軟件框架過(guò)程中應(yīng)遵循的重要原則并基于發(fā)布-訂閱機(jī)制為輪機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室三維端設(shè)計(jì)了可擴(kuò)展的軟件框架,利用Unity3D引擎及一些輔助工具對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。研究并分析狀態(tài)同步與幀同步兩種網(wǎng)絡(luò)同步模型,最終基于幀同步網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)了基本的多人協(xié)作框架。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了操作回放功能,并做到了操作記錄的持久化保存。最后,針對(duì)項(xiàng)目中出現(xiàn)的性能問(wèn)題進(jìn)行分析。利用批處理、自定義遮擋剔除等優(yōu)化方案進(jìn)行優(yōu)化,使項(xiàng)目的運(yùn)行達(dá)到一個(gè)平穩(wěn)流暢的狀態(tài)。相較于傳統(tǒng)的輪機(jī)模擬器,輪機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室的多人協(xié)作能夠做到不受地域限制,并提供不輸于局域網(wǎng)協(xié)作模式的反饋體驗(yàn),解決了...

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題研究意義
    1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
        1.3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)
        1.3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輪機(jī)模擬器上的應(yīng)用
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)概述與需求分析
    2.1 虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)概述
    2.2 系統(tǒng)需求分析
        2.2.1 系統(tǒng)的功能需求分析
        2.2.2 系統(tǒng)的性能需求分析
    2.3 開(kāi)發(fā)環(huán)境
3 客戶端架構(gòu)與功能模塊的設(shè)計(jì)
    3.1 客戶端架構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.1 滿足功能需求的設(shè)計(jì)
        3.1.2 滿足非功能需求的設(shè)計(jì)
        3.1.3 基于事件發(fā)布-訂閱模型的軟件框架設(shè)計(jì)
    3.2 客戶端功能模塊設(shè)計(jì)
        3.2.1 角色控制器與有限狀態(tài)機(jī)
        3.2.2 交互模塊
        3.2.3 數(shù)據(jù)管理模塊
4 互聯(lián)網(wǎng)多人協(xié)作模塊的設(shè)計(jì)
    4.1 網(wǎng)絡(luò)同步模型的分析與選擇
        4.1.1 狀態(tài)同步
        4.1.2 幀同步
        4.1.3 網(wǎng)絡(luò)同步模型的選擇
    4.2 幀同步網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)
        4.2.1 樂(lè)觀幀鎖定算法
        4.2.2 幀同步網(wǎng)絡(luò)模型框架搭建
    4.3 技術(shù)要點(diǎn)
        4.3.1 操作信息的序列化與反序列化
        4.3.2 選擇低延遲的UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
    4.4 操作回放功能的實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 操作記錄存儲(chǔ)與讀取
        4.4.2 操作回放功能與加速播放
5 虛擬實(shí)驗(yàn)室的性能優(yōu)化
    5.1 利用Unity Profiler進(jìn)行性能分析
    5.2 渲染優(yōu)化
        5.2.1 通過(guò)批處理技術(shù)減少Draw Call
        5.2.2 基于角色位置狀態(tài)遷移的自定義遮擋剔除
    5.3 腳本GC優(yōu)化
        5.3.1 基于角色位置遷移的交互點(diǎn)更新優(yōu)化策略
6 虛擬實(shí)驗(yàn)室的功能與性能測(cè)試
    6.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境
    6.2 功能與性能測(cè)試
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A Json支持字典發(fā)送代碼
附錄B 人物狀態(tài)機(jī)代碼
附錄C 移動(dòng)操作封裝代碼
致謝
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3866691