Algorithmen zur Untersttzung von Immersive Gaming Erzeugung von

Algorithmen zur Unterstützung von Immersive Gaming Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten

Gliederung ¡ Ansatzes des NICTA l l ¡ Delaunay-Netze-basiertes Verfahren l l l ¡ Chord-Protokoll Quadtree Vorstellung des Verfahrens Diskussion Delaunay-Triangulierung Dynamische Cluster-Bildung Bewertung Fazit 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 2

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. 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 3

Interessenmanagement ¡ Ein Objekt muss nur den Zustand einer Teilmenge aller Objekte in der virtuellen Welt kennen. ¡ Gebietsbasiert l ¡ Verbindung von Peers, deren Objekte sich in einem Gebiet befinden. Nachbarschaftsbasiert l Verbindung von Peers, deren Objekte benachbart sind. 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 4

Ansatz des NICTA Chord Quadtree Vorstellung Diskussion Fingertabelle des Knotens N 8 5. November 2008 - N 8 + 1 = N 9 N 14 N 8 + 2 = N 10 N 14 N 8 + 4 = N 12 N 14 N 8 + 8 = N 16 N 21 N 8 + 16 = N 24 N 32 N 8 + 32 = N 40 N 42 Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 5

Ansatz des NICTA Chord 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 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 6

Ansatz des NICTA Chord Quadtree 5. November 2008 - Vorstellung Diskussion Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 7

Ansatz des NICTA Chord Quadtree Vorstellung Diskussion ¡ 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 Peers im Netz zugeordnet. Diese verwalten die Objekte in dieser Region. ¡ ¡ 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 8

Ansatz des NICTA Quadtree Vorstellung Chord ¡ Diskussion Objekte: l statische und dynamische ¡ ¡ l statische Objekte: Bilder, Häuser, Felsen dynamische Objekte: fliegende Raketen, fahrende Automobile Jedes Objekt in der Virtuellen Welt hat einen Ereignisbereich. 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 9

Ansatz des NICTA Chord ¡ Quadtree Vorstellung Diskussion Ereignisbereich: l Das Zentrum wird durch einen Knoten des Quadtrees indiziert. l Ein Objekt kann sich innerhalb seines Bereiches bewegen. l Objekte können interagieren, wenn sich ihre Ereignisbereiche überschneiden. 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 10

Ansatz des NICTA Chord Quadtree Vorstellung 5. November 2008 - Diskussion Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 11

Ansatz des NICTA Quadtree Vorstellung Chord ¡ Diskussion Peer-to-Peer-Verbindung l Zwei Voraussetzungen für eine Peer-to-Peer. Verbindung müssen erfüllt sein: ¡ ¡ Die Ereignisbereiche der Objekte überschneiden sich. Objekte werden von unterschiedlichen Peers verwaltet. 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 12

Ansatz des NICTA Chord ¡ Quadtree Vorstellung Diskussion Stärken: l Verwendung von vorhandenen Konstrukten (Baum, Chord) l Trennung von Raumverwaltung und Interaktion der Objekte l Skalierbarkeit des Systems 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 13

Ansatz des NICTA Chord ¡ Quadtree Vorstellung Diskussion Schwächen: l Dynamik des Spiels statische Strukturen l Ballung von Objekten l Unterschiede der Nachbarschaftsbeziehungen 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 14

Ansatz des NICTA Chord ¡ Quadtree Vorstellung Diskussion Schwächen der Baumstruktur: l l l Objekte in der virtuellen Welt nicht gleichverteilt ¡ Baum ist nicht ausbalanciert Nachbarschaftsproblem Schlüsselverlust 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 15

Ansatz des NICTA Chord ¡ Quadtree Vorstellung Diskussion Schwächen des Chord-Protokolls: l viele Peers => Schlüssellänge m groß l m groß => viele Einträge in den Fingertabellen l viele Einträge in den Fingertabellen => hoher Aufwand bei ausfallenden und hinzukommenden Peers (Knoten) 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 16

Delaunay-Netze-basiertes Verfahren Delaunay-Netze Dynamisches Clustern Bewertung ¡ Festlegung der Topologie durch Delaunay. Triangulierung l Der Umkreis eines beliebigen Dreiecks im Netz umschließt keinen anderen Knoten des Netzes. 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 17

Delaunay-Netze-basiertes Verfahren Delaunay-Netze Dynamisches Clustern Bewertung ¡ Delaunay-Triangulierung ¡ Kosten: Cm = Nn * Rb + k * Rf l l l 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 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 18

Delaunay-Netze-basiertes Verfahren Delaunay-Netze Dynamisches Clustern Bewertung ¡ ¡ ¡ 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! 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 19

Delaunay-Netze-basiertes Verfahren Delaunay-Netze Dynamisches Clustern Bewertung ¡ Vorteile: l Verwendung einer vorhandenen Struktur l Veränderungen nur lokal nötig l Ballung von Objekten durch Cluster-Bildung ¡ Nachteile: l Cluster im Cluster l Triangulierung nicht eindeutig 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 20

Fazit ¡ Peer-to-Peer ist als Netzmodell gut geeignet Ansätze haben Vor- und Nachteile ¡ Größte Probleme sind: ¡ l l Dynamik Ballung 5. November 2008 - Sören Vinzelberg - Erzeugung von hochskalierbaren virtuellen Welten 21