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Computer graphics & visualization Edwin Foris. computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Übersicht Einführung Anforderungen.

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Präsentation zum Thema: "Computer graphics & visualization Edwin Foris. computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Übersicht Einführung Anforderungen."—  Präsentation transkript:

1 computer graphics & visualization Edwin Foris

2 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Übersicht Einführung Anforderungen – Netzwerkarchitektur – Datenkommunikation Interest Management – Publisher/Subscriber – Aura-Nimbus Modell World Space Partitioning – Quadrate/Hexagone – Triangulation Dead Reckoning – prediction technique – convergence technique

3 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Einführung Was ist ein MMO? – Massively Multiplayer Online Game – mehrere tausend Spieler gleichzeitig möglich – persistente Welt

4 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Anforderungen Netzwerkarchitektur – Client-Server jeder Client hat Verbindung zum Server Server leitet relevante Informationen an Client weiter Server/Server-Cluster werden vom Spielehersteller bereitgestellt

5 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Anforderungen Vorteile: – zentrale Kontrolle durch Provider – einfache Implementierung für den Datenaustausch und für die Gewährleistung der Sicherheit Nachteile: – architektonischer Engpass – beschränkte Anzahl an Spielern

6 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Anforderungen – Peer-to-Peer keine zentrale Kontrolle Computer untereinander verbunden direkter Datenaustausch Vorteile: Skalierbarkeit Fehlertoleranz Nachteil: Sicherheit und Datenaustausch nur schwer realisierbar

7 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Anforderungen Datenkommunikation – Unicast Nachrichten werden an einen Empfänger übermittelt – Multicast Nachrichten werden an einen oder mehrere Empfänger versendet, die einer Multicast- Gruppe beigetreten sind – Broadcast Nachrichten werden an alle Empfänger übermittelt

8 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Überblick Einführung Anforderungen – Netzwerkarchitektur – Datenkommunikation Interest Management – Publisher/Subscriber – Aura-Nimbus Modell World Space Partitioning – Quadrate/Hexagone – Triangulation Dead Reckoning – prediction technique – convergence technique

9 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Interest Management Was ist das? – Vorgehensweise zur Bestimmung der für den Spieler relevanten Informationen – Wichtige Informationen hängen meist mit der Wahrnehmung des Spielcharakters (= Avatar) zusammen

10 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Interest Management Publisher/Subscriber Modell – Publisher = Objekte, die Events erzeugen – Subscriber = Objekte, die Events verbrauchen Ein Objekt kann auch beides sein, z.B. der Avatar eines Spielers. Interest Management bestimmt, wann ein Subscriber einen Publisher entdeckt und sich für Updates registriert bzw. wieder abmeldet.

11 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Interest Management Aura-Nimbus Modell – Aura: Bereich, in dem ein Objekt wahrgenommen werden kann. – Nimbus: Bereich, den ein Objekt wahrnimmt.

12 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Interest Management

13 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Interest Management Vorteil des Aura-Nimbus Modells: – Nur relevante Informationen werden den Subscribern geschickt und von den Publishern erhalten. Nachteil: – Hoher Berechnungsaufwand bei Überschneidung von Auren und Nimben mehrerer Objekte ohne Broad-/Multicast Aufteilung der Welt in feste Gebiete

14 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Überblick Einführung Anforderungen – Netzwerkarchitektur – Datenkommunikation Interest Management – Publisher/Subscriber – Aura-Nimbus Modell World Space Partitioning – Quadrate/Hexagone – Triangulation Dead Reckoning – prediction technique – convergence technique

15 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning 1. Möglichkeit: – Aufteilung der Welt in gleich große Quadrate – jedem Quadrat wird eine Multicast-Gruppe zugeordnet – Aura umfasst 9 Quadrate – Spieler registriert sich in diesen Quadraten – Bei Veränderung in einem Quadrat wird jeder Spieler, der in diesem Quadrat registriert ist, informiert.

16 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning 2. Möglichkeit: – Einteilung der Welt in gleiche Hexagone – Spieler registriert sich in den Hexagonen, die sich mit seiner Aura überschneiden

17 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning 3. Möglichkeit: – Aufteilung der Welt in Dreiecke (Triangulation) – 1. Schritt: Umwandlung der Spielwelt in ein Polygon mit Leerstellen

18 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning – 2. Schritt: Algorithmus zur Erstellung von Dreiecken am Beispiel der Delaunay Triangulation conforming Delaunay constrained Delaunay constrained conforming Delaunay Conforming Delaunay Umkreis jedes Dreiecks darf keine weiteren Punkte enthalten zusätzliche Steiner Punkte möglich

19 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning

20 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning Nachteile: – zu lange und dünne Dreiecke – viele verschiedene Größen – schlechte Approximation an die Aura eines Spielers Constrained Delaunay jedes Segment der Karte ist gezwungen Teil der Triangulation zu sein keine Steiner Punkte keine Umkreisbedingung

21 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning

22 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning Nachteile: – viele verschiedene Größen – große Dreiecke in Gebieten ohne Hindernisse – schlechte Approximation an die Aura eines Spielers Constrained Conforming Delaunay Constrained Delaunay Triangulation mit Steiner Punkten Anzahl der Steiner Punkte variierbar

23 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning

24 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning Path Distance Algorithmus – kürzester Pfad zwischen den Mittelpunkten benachbarter Dreiecke – Subscriber an Dreiecken innerhalb einer bestimmten Reichweite interessiert – Ergebnisse können zwischengespeichert oder sogar vorausberechnet werden

25 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris World Space Partitioning

26 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Überblick Einführung Anforderungen – Netzwerkarchitektur – Datenkommunikation Interest Management – Publisher/Subscriber – Aura-Nimbus Modell World Space Partitioning – Quadrate/Hexagone – Triangulation Dead Reckoning – prediction technique – convergence technique

27 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning Kurs Extrapolation Herkunft aus der Nautik Vorhersage der Position anhand von vorherigen Positions- und Geschwindigkeitsinformationen eines Knotens verringert die Anzahl der gesendeten Informationen bei falscher Vorhersage wird die Position korrigiert

28 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning prediction technique – Verwendung von Polynomen und deren Ableitungen – Zero-order Prediction technique: Position – First-order Prediction technique: Position und Geschwindigkeit – Second-order Prediction technique: Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung

29 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning Polynome höheren Grades erhöhen das Risiko für ungenaue Vorhersagen Vorhersage höhergradiger Polynome benötigt mehr Rechenaufwand und Bandbreite Einsatz von Hybrid-Systemen, die zwischen Polynomen ersten und zweiten Grades wechseln

30 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning Approximation von Termen höheren Grades im empfangenden Knoten Position History-Based Dead Reckoning protocol (nur Positionsübermittlung) Schätzen von Geschwindigkeit und Beschleunigung Update bei Abweichung um einen gegebenen Bereich Dynamische Änderung des Grenzbereichs im Verhältnis zur Entfernung

31 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning convergence technique – Positionsänderung eines Objekts bei Update – Zero-order convergence setzt das Objekt auf die neue vorausberechnete Position ruckartige Bewegungen

32 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning –Linear convergence

33 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Dead Reckoning unnatürliche Bewegungen Fließende Übergänge durch Kurvengleichung möglich Je höher der Grad der Kurvenformel, desto höher der Rechenaufwand

34 computer graphics & visualization Multiplayer & MMO Games Edwin Foris Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Fragen?


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