基于3D游戏引擎模拟演练系统存档管理器 的设计与实现 ——硕士研究生论文中期报告 导师：廉东本 学生：刘帅锋

主要内容 课题背景 论文进展情况 已取得的阶段性成果 存在的主要问题 下一步工作计划与内容

课题背景 应急模拟演练系统通过对各类事故数值模拟和人员行为数值模拟仿真，在虚拟环境中仿真事故的发生、发展过程，以及人们在事故环境做出的各种反应，并在演练平台上，最大限度仿真实际事故条件下开展应急救援。 存档管理器在模拟演练系统中处于比较重要的地位，它负责收集演练时场景数据，在演练结束时对场景进行回放，给定量分析提供依据。 存档管理器主要包括两部分：AAR系统和日志系统。

论文进展情况 深入研究事故数值模拟、人员行为数值模拟仿真和AAR存档领域的相关文献，研究数据压缩与双缓冲机制以及设计模式在系统架构中的应用。 研究模拟演练系统的应用需求以及设计方案，研读了开源游戏引擎Delta3D、渲染引擎OSG、网络引擎GNE的部分内核代码，了解其实现机制。 完成应急模拟演练系统中的存档管理器的模型设计，结合游戏引擎Delta3D进行仿真实验； 将存档管理器核心集成到模拟演练系统中。

已取得的阶段性成果 AAR子系统的设计： 数据捕捉，客户端存档控制器把客户端用户操作引起的角色模型状态改变信息和相关算法计算的结果封装成不同类型的消息发送到服务器端； 数据存储，服务器端存档管理器对消息进行捕捉，对满足要求的消息转换成数据流存储到存档文件中，存储文件包含两种类型文件：数据文件和控制文件； 回放控制，客户端可向服务器端发送控制信息，进行快播、暂停、倒播等请求，服务器端存档控制器接到请求后调整消息发放的速度； 数据筛选，根据消息类型表示符，从存档文件中筛选出引起角色状态变化的信息按照时间戳顺序发送给各个客户端； 角色状态同步，保证C/S结构下各个客户端的远程和本地角色状态的一致性； 演练信息查询，服务器端对收集到的信息进行分析，根据相关算法把计算结果发送给客户端。

已取得的阶段性成果 图一 存档系统结构图

已取得的阶段性成果 系统同步的设计： 演练系统的画面通过每帧的渲染呈现在用户面前，每一帧分为帧前、帧中和帧后，帧前是数据准备阶段，帧中是结合帧前的数据进行画面渲染的阶段，帧后用来提供一些渲染后的数据处理的阶段。 当用户操作角色模型，导致该角色模型状态发生了改变的时候，角色的当前状态信息形成消息在帧前阶段发送给其它的客户端。。 在下一帧的帧前阶段，其它的客户端收到该消息，然后更新相应的角色模型的状态，从而保持画面的一致性。 帧中 帧前 帧后

已取得的阶段性成果 图二 角色状态同步图

已取得的阶段性成果 日志子系统的设计： 日志内容的分类：INFO、WARN、ERROR。 日志在管理层分类：应用级日志、系统级日志。 消息传递系统的集成和应用。 观察者模式的使用。

已取得的阶段性成果 图三 日志子系统结构图

存在的主要问题 Delta3D提供的回放机制存在着缺陷，现在要用自己设计的AAR系统进行替代，怎么进行模块整合而不影响其它的模块。 场景回放阶段存在着大量的数据，很多数据要在帧前阶段发往客户端，怎么保证客户端画面的流畅性。

下一步工作计划与内容 2012.10-2012.11 进一步研究AAR存档的原理，研究系统日志管理的理论； 2012.11-2013.01 研究数据分析相关算法，提高提取数据的速度与准确性，进一步完成日志管理系统的设计； 2013.01-2013.02 完善存档管理器，集成AAR系统和日志管理系统，将整个存档管理器集成到应急模拟演练系统，并进行测试； 2013.02-2013.05 撰写毕业论文，提交答辩申请。

附-录用证明 论文发表：《AAR存档的研究与应用》已被《计算机系统应用》录用

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致谢 感谢廉东本老师在论文研究过程中对我的指导和帮助！ 感谢研究生部老师们的关心和帮助！ 感谢各位评委老师！