Αναπαράσταση και λειτουργία εικονικών περιβαλλόντων

Abstract

Ιntelligent virtual environments are a relatively new scientific field concerned with the representation of worlds using computers. As systems, virtual environments have a range of characteristics that make them a highly attractive choice in a wide spectrum of areas. They are capable of representing complex virtual worlds with precision and detail, they offer advanced presentation and user interaction capabilities, they function in real time, while, in addition, they are an ideal basis for the development of intelligent behaviour. However, virtual environments are complex systems. One of the most important challenges in their development is the representation of the virtual world in such a way so as to support the operation of all components of a typical virtual environment simultaneously and effectively, as well as the disentanglement of the process of designing and implementing one component from the design and technical characteristics of all the others. In this thesis, an approach for addressing the problems related with the representation of virtual worlds in virtual environments is proposed. The proposed approach consists of the REVE representation for virtual environments, which has a solid theoretical basis while, at the same time, being directly applicable. In addition, the jREVE platform, which is an implementation of the proposed representation aimed at application development, is presented to conclude, the VERL language for the definition of virtual worlds. Based on the proposed representation is presented the capabilities of the reve representation, the jREVE platform and the VERL language are presented and evaluated through a series of case studies.

Τα εικονικά περιβάλλοντα είναι ένα σχετικά νέο επιστημονικό πεδίο με αντικείμενο την αναπαράσταση κόσμων με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ως συστήματα, τα εικονικά περιβάλλοντα διακρίνονται από ένα πλήθος χαρακτηριστικών τα οποία τα καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστικές επιλογές σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων: υποστηρίζουν την αναπαράσταση σύνθετων εικονικών κόσμων με ακρίβεια και λεπτομέρεια, προσφέρουν προηγμένες δυνατότητες παρουσίασης και αλληλεπίδρασης με ανθρώπους-χρήστες, λειτουργούν σε πραγματικό χρόνο, ενώ, επιπλέον, αποτελούν την ιδανική βάση για την εκδήλωση ευφυούς συμπεριφοράς. Εντούτοις, τα εικονικά περιβάλλοντα είναι ιδιαίτερα σύνθετα συστήματα. Μια από τις σημαντικότερες προκλήσεις στη δημιουργία τους είναι η αναπαράσταση του εικονικού κόσμου, με στόχο την ταυτόχρονη και αποτελεσματική υποστήριξη της λειτουργίας όλων των συστατικών ενός τυπικού εικονικού περιβάλλοντος όπως επίσης και την απεμπλοκή της διαδικασίας σχεδιασμού και υλοποίησης του κάθε συστατικού από τα σχεδιαστικά και τεχνικά χαρακτηριστικά των υπολοίπων. Στην παρούσα διατριβή προτείνεται μία προσέγγιση για την αντιμετώπιση των προβλημάτων που σχετίζονται με την αναπαράσταση εικονικών κόσμων για εικονικά περιβάλλοντα. Η προτεινόμενη προσέγγιση περιλαμβάνει την αναπαράσταση REVE για εικονικά περιβάλλοντα, η οποία διακρίνεται από μία σαφή θεωρητική βάση αλλά, ταυτόχρονα, είναι άμεσα εφαρμόσιμη. Επιπλέον, παρουσιάζεται η πλατφόρμα jREVE, μία υλοποίηση της προτεινόμενης αναπαράστασης, με στόχο την ανάπτυξη εφαρμογών. Τέλος, παρουσιάζεται η γλώσσα VERL για τον ορισμό εικονικών κόσμων με βάση την προτεινόμενη αναπαράσταση. Οι δυνατότητες της προτεινόμενης αναπαράστασης REVE, της πλατφόρμας jREVE και της γλώσσας VERL παρουσιάζονται και αξιολογούνται μέσα από μία σειρά περιπτώσεων χρήσης.