Design and Implementation of Networked Virtual Reality Applications and An Efficient Synchronization Mechanism Dynamically Adapting to the Network State

네트워크 가상현실 응용의 설계 및 구현과 가변적인 네트웍 상태를 고려하는 동기화 기법

네트워크 가상현실 시스템은 먼 거리에 떨어진 사용자들 사이에 일관성 있는 가상 세계를 제공하며, 군사, 오락, 건축 등 여러 부분에 응용되고 있다. 본 논문에서는 그 동안 고성능 그래픽 워크스테이션 환경에서 중심적으로 연구되어 왔던 네트워크 가상현실 시스템을 가장 보편적인 플랫폼인 네트워크 환경에서 구현할 때 생기는 3차원 그래픽 처리 성능의 문제 등과 같은 이에 대한 해결책들을 제시하고 미로 환경과 지형 환경에 근거한 가상 세계를 응용 실험 대상으로 삼아 성능을 분석하였다. 실시간으로 상호 작용하는 어플리케이션은 성능을 유지하면서 모든 참가자들에게 동일한 뷰를 보여주는 것이 중요하다. 동일한 뷰를 제공하기 위해 참가자들이 전송하는 이벤트마다 재생 지연 시간을 설정하고, 수신한 이벤트에 대해서는 예정 재생 시각까지 버퍼에 저장하여 모든 참가자들이 동시에 이벤트를 실행하도록 하는 기법이 제안되어 왔다. 그러나 네트워크 트래픽이 동적으로 변하므로 네트워크 상에서 발생하는 전송 지연 시간도 동적으로 변화한다. 그러므로 고정된 재생 지연 시간을 사용할 경우, 네트워크 트래픽 감소에 따라 상호 작용 성능을 향상시킬 수 있는 기회를 상실하게 되고, 네트워크 트래픽 증가에 따라 이벤트 손실률이 크게 증가하게 되어 참가자들 간에 일치하지 않는 뷰를 초래하게 된다. 네트워크 트래픽이 적어서 전송 지연 시간이 짧을 경우 짧은 재생 지연 시간을 적용하여 상호작용 성능을 높여주고, 트래픽이 많은 경우에는 재생 지연 시간을 늘림으로써 상호 작용 성능을 해치지 않는 범위에서 이벤트 손실률을 줄인다. 실험을 통하여 제안하는 기법의 성능을 평가하였으며 그 결과 본 동기화 기법이 고부하(heavily loaded) 네트워크 상태가 지속되는 동안 기존 기법에 비해 참가자들에게 일치된 뷰를 제공할 수 있고, 저부하(lightly loaded) 네트워크 상태에서는 상호 작용 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.