Studio e realizzazione di un ambiente virtuale per simulazioni collaborative
Autore
Sergio Domenico Cipollone - Politecnico di Milano - [1996-97]
Documenti
Abstract
Oggetto della tesi è un progetto software per la realizzazione di un ambiente virtuale nel quale diversi agenti collaborano simulando un comportamento reale ed interagendo tra di loro. Particolari componenti, detti “spettatori” o “visualizzatori” sono in grado di mostrare ciò che avviene all’interno dell’ambiente. I componenti, fisicamente distribuiti sulla rete, si trovano così ad agire nello stesso spazio virtuale.
L’ambiente è stato chiamato “Mondo Virtuale” e si occupa di coordinare le operazioni svolte dai simulatori collegati, che prendono il nome di “attori”. Il Mondo gestisce una “simulazione globale”, che è il risultato delle “simulazioni parziali” dei vari attori, sincronizzandole fra di loro, indipendentemente dalla velocità e potenza dei componenti.
Gli “spettatori” si connettono per visualizzare quello che avviene all’interno del Mondo o per aggiungere oggetti, denominati “comparse”, privi di comportamento attivo. Mediante un meccanismo, “dispatcher”, le modifiche che intervengono all’interno del Mondo vengono comunicate a tutti gli spettatori collegati.
È possibile stabilire un legame fra oggetti appartenenti a componenti diversi, con una relazione master-slave che impiega una trasformazione rigida tra i sistemi di riferimento: viene gestita richiedendo, se necessario, lo spostamento ai proprietari degli oggetti slave. Inoltre, poiché possono verificarsi collisioni (interferenze) tra i vari oggetti, il Mondo è dotato di un meccanismo, detto “gestore delle collisioni”, che si accorge dell’evento e provvede a risolverlo avvisando i componenti coinvolti.
È stato sviluppato un apposito protocollo di comunicazione che impiega Internet (TCP/IP) per richiedere, eseguire e coordinare le operazioni. I vari componenti possono funzionare su qualsiasi piattaforma hardware e software, purché si adeguino al protocollo stabilito per lo scambio dei messaggi, rendendo flessibile e aperto l’intero sistema.
Un particolare componente, detto “console” si occupa di controllare il Mondo ed impostarne i parametri di funzionamento. Sono stati sviluppati due “daemon” che devono funzionare sulla macchina che ospitano il Mondo e che eseguono alcuni compiti precisi: il “daemon dei mondi attivi” mantiene traccia dei Mondi esistenti sull’host e permette di avviare i Mondi su macchine remote, il “daemon per il trasferimento dei file” permette di procurarsi i file contenenti le descrizioni grafiche degli oggetti qualora non siano presenti sul disco fisso della macchina locale.
Il Mondo Virtuale ed i due daemon sono stati realizzati sia per Unix (HP-UX e Linux) che per Windows 95/98/NT. Una console in grado di gestire più Mondi, anche remoti, è stata sviluppata per Windows ed una, più semplice, per Unix. Inoltre, è stato realizzato un esempio di attore per Windows che permette di simulare il movimento di un unico oggetto.
Vengono impiegati un visualizzatore ed un simulatore di catene cinematiche, che si comporta da attore, che sono stati sviluppati nell’ambito di due altri progetti.
Corsi di riferimento: “Informatica grafica”, “Robotica”, “Sistemi operativi”, “Reti di telecomunicazione”, “Telematica”.
L’ambiente è stato chiamato “Mondo Virtuale” e si occupa di coordinare le operazioni svolte dai simulatori collegati, che prendono il nome di “attori”. Il Mondo gestisce una “simulazione globale”, che è il risultato delle “simulazioni parziali” dei vari attori, sincronizzandole fra di loro, indipendentemente dalla velocità e potenza dei componenti.
Gli “spettatori” si connettono per visualizzare quello che avviene all’interno del Mondo o per aggiungere oggetti, denominati “comparse”, privi di comportamento attivo. Mediante un meccanismo, “dispatcher”, le modifiche che intervengono all’interno del Mondo vengono comunicate a tutti gli spettatori collegati.
È possibile stabilire un legame fra oggetti appartenenti a componenti diversi, con una relazione master-slave che impiega una trasformazione rigida tra i sistemi di riferimento: viene gestita richiedendo, se necessario, lo spostamento ai proprietari degli oggetti slave. Inoltre, poiché possono verificarsi collisioni (interferenze) tra i vari oggetti, il Mondo è dotato di un meccanismo, detto “gestore delle collisioni”, che si accorge dell’evento e provvede a risolverlo avvisando i componenti coinvolti.
È stato sviluppato un apposito protocollo di comunicazione che impiega Internet (TCP/IP) per richiedere, eseguire e coordinare le operazioni. I vari componenti possono funzionare su qualsiasi piattaforma hardware e software, purché si adeguino al protocollo stabilito per lo scambio dei messaggi, rendendo flessibile e aperto l’intero sistema.
Un particolare componente, detto “console” si occupa di controllare il Mondo ed impostarne i parametri di funzionamento. Sono stati sviluppati due “daemon” che devono funzionare sulla macchina che ospitano il Mondo e che eseguono alcuni compiti precisi: il “daemon dei mondi attivi” mantiene traccia dei Mondi esistenti sull’host e permette di avviare i Mondi su macchine remote, il “daemon per il trasferimento dei file” permette di procurarsi i file contenenti le descrizioni grafiche degli oggetti qualora non siano presenti sul disco fisso della macchina locale.
Il Mondo Virtuale ed i due daemon sono stati realizzati sia per Unix (HP-UX e Linux) che per Windows 95/98/NT. Una console in grado di gestire più Mondi, anche remoti, è stata sviluppata per Windows ed una, più semplice, per Unix. Inoltre, è stato realizzato un esempio di attore per Windows che permette di simulare il movimento di un unico oggetto.
Vengono impiegati un visualizzatore ed un simulatore di catene cinematiche, che si comporta da attore, che sono stati sviluppati nell’ambito di due altri progetti.
Corsi di riferimento: “Informatica grafica”, “Robotica”, “Sistemi operativi”, “Reti di telecomunicazione”, “Telematica”.
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