分布式虚拟现实系统的研究

交互性是虚拟现实系统最重要的特征之一，分布式虚拟现实系统是其多用户化，系统网络化的发展。多个用户通过网络连接共享整个虚拟环境，并且用户之间可以进行数据交互。本文首先阐述了分布式虚拟现实系统的概念、特征和体系结构，在此基础上，采用B/S结构，利用Virtools三维引擎，对多用户虚拟现实系统的具体实现进行了研究，并设计实现了虚拟检修培训考核系统，取得了较好的效果。

随着虚拟现实技术的不断发展[1]，多个用户终端通过网络连接，共享同一个虚拟现实环境，通过不同用户之间的数据交互，协同完成某项工作已经成为人们的迫切需求。尤其是在传统的纸质培训考核领域，培训考核方式单一枯燥。因此，为用户建立一个沉浸感逼真、交互流畅稳定、思想性高的分布式虚拟现实系统是具有重要的意义和价值。

分布式虚拟现实(Distributed Virtual Reality，简称DVR)技术是计算机网络技术，通信技术，仿真技术和虚拟现实技术等多学科交叉结合的产物。

在DVR 系统中， 多个地理位置不同的用户终端同处于一个虚拟环境中， 彼此之间通过网络进行实时交互协作， 具有良好的可扩展性。

在DVR 中， 每个用户都以“替身”的形式出现。替身的行为由用户本身的行为决定，并且通过消息传送机制将用户的行为和虚拟环境状态的变化更新到其他节点中。目前，DVR 技术主要被用于两方面：一是军事仿真领域，国内外已经有很多成熟的系统，例如美国的DIS 系统[2]，俄罗斯的T72 坦克训练模拟器，北京航空航天大学的飞行员模拟训练系统等；二是近年来DVR 技术被广泛应用于网络游戏，推动了这项技术的发展和普及，与一般应用在民用领域不同的是， 网络游戏着重强调了用户的沉浸感和场景的复杂度， 一般都采用了C/S 结构， 对用户的硬件条件要求较高[3]。

本文我们所要介绍的是一个基于Virtools 的多用户分布式虚拟现实，它主要采用的是B/S 结构，使用Java 语言开发，具有免安装、可用性高，可移植性强，对客户端要求较低，适用于很多民用应用程序的开发。

2. 虚拟检修培训考核系统的设计方案 2.1. 系统总体设计 传统的零部件检修工艺培训考核多是采用纸质的人工的方式，培训方式单一枯燥，培训考核结果数据记录不完善，没有一套统一化科学化的管理，因此其工艺培训一直进展不是很理想，其培训效果无从衡量。因此我们设计建立基于分布式虚拟现实的多人同时在线，协同完成一项模拟检修工作的系统。

我们建立一个B/S 管理平台，将用户角色分为普通用户和管理员两个部分。系统结构如图1 所示。

管理平台是一个集用户管理、任务管理、考核管理和零部件管理于一体的综合性平台，用户可以准确从管理平台中获取训练目标，减小了整个系统的开销。