Каркас виртуального мира - Virtual world framework - Wikipedia

В каркас виртуального мира (VWF) - это средство для соединения надежных трехмерных иммерсивных сущностей с другими сущностями, виртуальные миры, контент и пользователи через веб-браузеры. Он обеспечивает возможность доставки программ клиент-сервер в упрощенном виде через веб-браузеры и обеспечивает синхронизацию для нескольких пользователей для взаимодействия с общими объектами и средами. Например, с помощью VWF разработчик может взять планы видеоуроков, объекты компонентов и аватары и успешно вставить их в существующий виртуальный или созданный ландшафт (например, EDGE^[1] или же Открыть Sim ), взаимодействуя с собственными объектами и пользователями через интерфейс VWF.^[2]

VWF также открывает дверь для взаимодействия различного учебного контента, моделирования, объектов, пользователей и местоположений; что расширит и расширит рамки обучения и воспитания. (Представьте себе симуляцию танка с авиационными активами, предоставляемую двумя разными комплектами симуляторов, но выполняемую вместе, и передачу изображений и данных датчиков между ними, работу над общим ландшафтом и подачу конструктивного моделирования картографии, запускаемого на третьей платформе, все плавно и прозрачно удаленным пользователям через их браузеры). VWF задуман как полезный инструмент для взаимодействия с разными типами сущностей (объекты, аватары, симуляции, пространства). Как инструмент с открытым исходным кодом, защищенный лицензией Apache II, VWF является бесплатным и доступен любому количеству разработчиков, которые могут создавать контент и расширять его объем и функциональность. VWF обеспечивает интерактивность через Интернет, создавая возможность выравнивать несовпадающие объекты или среды. VWF находится в разработке для работы с многопользовательскими ролевыми онлайн-играми (MMORPG ), например EDGE, и в идеале будет разрабатываться для взаимодействия с новейшими кодировками объектов (такими как Единство и MP4), среды (например, OpenSim MOSES) и другие платформы моделирования, чтобы создать действительно независимый инструмент взаимодействия.

Мифы

Несмотря на то, что у него многообещающее название, VWF не является виртуальный мир. И это не инструмент для создания виртуального мира. Может ли VWF создать виртуальное пространство и контент для его заполнения? Да, это возможно, и его абсолютно можно использовать для предоставления дополнительных объектов и взаимодействий для дополнения / взаимодействия с объектами, с которыми он соединяется. VWF не является симулятор. VWF предназначен для расширения использования активных симуляций клиент-сервер, чтобы к ним можно было получить доступ через веб-браузер. Он также предназначен для добавления дополнительных измерений к существующим симуляциям или для создания контента симуляции для добавления к существующему виртуальному пространству (например, MOSES) или к спонтанно сгенерированному пространству. VWF имеет возможность создавать полностью функциональные симуляторы, но сам по себе не является полноценным симулятором.

VWF не является аватаром и не требует наличия аватара для запуска. VWF не требует виртуального пространства для работы; его можно использовать для создания виртуального пространства в веб-браузере или локально на хост-машине. VWF не нуждается в аватарах для работы и не обязательно генерирует аватары для использования с виртуальными мирами, но может использоваться для создания аватаров или взаимодействия с ними.

Смысл

Министерство обороны США не может продолжать вести дела в обычном режиме. В 2005 финансовом году Министерство обороны потратило 9,1 млрд долларов на деятельность, связанную с моделированием и симуляцией. Примерно 40% этого бюджета было потрачено на симуляторы, военные игры и моделирование.^[3] Видение ФВ состоит в том, чтобы сократить финансирование, используемое для поддержки деятельности по моделированию и моделированию, в прямой поддержке давления с целью сокращения расходов и повышения эффективности существующих / новых технологий.^[4]

Министерству обороны нужен инструмент, чтобы связать воедино его бесчисленное множество специализированных решений для моделирования. Ему нужен инструмент, позволяющий расширять и расширять свои возможности по обучению все большего числа персонала на постоянно растущих дистанциях. Министерство обороны подчеркивает необходимость сокращения и повторного использования технологий и поиска более экономичных средств для предоставления самых передовых технологических и педагогических систем обучения. Однако речь идет не только об обучении сотрудников Министерства обороны.

Нас окружают захватывающие, персонализированные социальные сети и технологии (например, Смартфоны, Facebook, Twitter, Пандора Радио, Проект Стекло и сайты дополненной реальности, такие как Layar). Традиционные системы образования не позволяют обеспечить такой темп обмена информацией и погружения, который СМИ, игры и Интернет предоставляют молодежи на регулярной основе, и модернизация / адаптация образования становится абсолютно необходимой для его эффективности.^[5] Сочетание технологий и скорости / объема доставки данных создает идеальный шторм возможностей для этой системы предоставлять максимум пользы по лучшей цене.

Как и Интернет, который начинался как ARPAnet, VWF призван развиться в открытую, надежную платформу, которая революционизирует то, как мы воспринимаем мир и взаимодействуем с ним. Благодаря VWF и использованию мобильных устройств и устройств с подключением к Интернету пользователи смогут широко взаимодействовать со своим миром; VWF использует те же технологии, которые позволяют 3D-приложениям просматривать дополненную реальность, и будет переносить их возможности через Интернет в больших масштабах.^[6]

Целевая аудитория

VWF предназначен для разработчиков симуляторов, образовательных систем, обучающего контента, игр, обмена информацией, частных лиц, действительно всех, кто заинтересован в обмене информацией с несколькими пользователями в упрощенном режиме с использованием веб-браузера в качестве механизма доставки. VWF предназначен для пользователей, чтобы иметь возможность доступа к информации, обучению или контенту независимо от того, где они находятся, какое у них оборудование или пропускная способность ограничения могут быть, если у них есть безопасная ссылка на сервер обучения через Интернет. VWF должен предоставлять быстро доступный контент тем, кто в нем больше всего нуждается, и тогда, когда он им нужен, в доступной форме и с низкими накладными расходами.

Значение для бизнеса и государства

VWF означает огромную экономию на предотвращении избыточности, связывании различных систем и создании экономии на масштабе и размахе. Это означает доступ к беспрецедентной сложности обучающего контента и огромную гибкость в его доставке. Это означает более быстрый и более качественный персонал. Это означает независимые от платформы вычислительные решения для быстрой и эффективной передачи любого типа данных. Это означает высокоадаптивные, быстрые прототипы, независимые от платформ, которые их создали. Это означает оставаться в авангарде компьютерных тенденций в обмене информацией.^[7] Это означает быстрое создание индивидуальных решений для обучения. Это означает пространство для спонтанных встреч и метод повышения сложности и скорости интеллекта тем, кто в этом нуждается.

Право собственности и лицензирование

Владение

DoD владеет правами на исходный код VWF; однако, поскольку он лицензирован с использованием Apache II, он может свободно использоваться кем угодно, если авторство указано на авторство.^[8]

Лицензирование

Фреймворк находится под лицензией Apache II, которая, по сути, гласит, что пользователю программного обеспечения предоставляется бесплатная лицензия на использование, изменение и продажу производных работ программного обеспечения при условии, что исходная лицензия и файл (ы) ) включены в распространение всех последующих работ. Оригинальная работа лицензируется «как есть» и не содержит никаких гарантий.

Права на контент

Права на контент регулируются положениями, содержащимися в лицензии Apache 2. На текущий контроль версий контента влияют основные инженеры через github, а последние стабильные сборки публикуются под уникальными серийными номерами.

Дизайнеров

Дизайнеры Дэвид А. Смит (ученый-компьютерщик) (Директор по инновациям Lockheed Martin - надзор за проектом, дизайн, архитектура), Дэвид Истер (инженер LM - разработка / архитектура), Ричард Бойд (главный архитектор Lockheed Martin Virtual World Labs - управление и проектирование экосистемы), Эллисон Кори (инженер LM - разработка ), Скотт Р. Хейнс (инженер LM - разработка), Майкл Дж. Вакирка (инженер LM - разработка), Стивен Д. Карр (инженер LM - разработка), Синтия Л. Мур (подрядчик, OSD (P&R) TRS - дизайн, будущие спецификации, управление), Carlton Rosengrant OSD (P&R) TRS - общий менеджер программы, Frank C. DiGiovanni (директор OSD (P&R) TRS),^[9] Coles / RDECOM (интерфейс Edge), Роберт Чедвик (ADL - эффективность кода и приложения) и новые партнеры в качестве новых функций и библиотек.

Содействие

VWF размещен на github,^[10] и открыт для всех без исключения разработчиков, желающих внести свой вклад в форки, проекты, предложения или дополнения для фреймворка. Первоначальные создатели особенно ищут крупных разработчиков платформ, которые хотят добавить интерфейсы к своей платформе для использования с VWF, таких как MMO, проектировщики симуляций, поставщики карт местности, 3D-моделирование, виртуальные ландшафты и т. Д. В документе «A Virtual World Ecosystem Framework», представленный на конференции IITSEc в 2012 году, объясняет философию вклада в систему.^[11]

Путь развития

Эволюция

VWF управляется через github, а вклад разработчиков - через свободный консорциум исходных создателей. Со временем сообщество создаст некоммерческую управляющую организацию, чтобы вести постоянные партнерские отношения и контролировать версии программного обеспечения. За счет использования новейших кодеков, взаимодействия с основными поставщиками контента, объектов и текстур, а также постоянного местоположения, создатели также стремятся к тому, чтобы VWF превратился в стандарт для взаимодействия контента с пользователями в Интернете.

Доступность для веб-приложений

VWF доступен для использования в веб-приложениях, и есть несколько незначительных приложений / демонстраций, уже созданных в качестве доказательства концепции.^[12] По мере того, как сообщество расширяет устойчивость VWF, увеличивает библиотеки и завершает работу над инструментами, эти приложения также будут усложняться. Разработчики могут создавать веб-приложения с использованием существующего кода и примеров. Для запуска завершенных приложений не требуется ничего особенного, кроме доступа к совместимому браузеру с WebGL и, возможно, возможности веб-сокетов в зависимости от местоположения исходных объектов и взаимодействий.

Фреймворк среди фреймворков

Доступно множество приложений, которые рекламируют себя как Тонкие клиенты или веб-интерфейсы. Не существует широко используемых инструментов разработки с открытым исходным кодом, которые обеспечивали бы постоянный и безопасный интерфейс различных сущностей с помощью тонкого клиента через веб-браузеры.^[13] Хотя доступно множество инструментов, многие из них являются узкоспециализированными и требуют установки проприетарного программного обеспечения как на стороне клиента, так и на стороне сервера. Есть и другие инструменты, которые создают виртуальные среды, аватары и контент, но ни один из известных не связывает их вместе, спонтанно создает интерфейсы между ними и не обеспечивает бесперебойную связь для всех объектов независимо от их времени и без большой нагрузки на полосу пропускания. или вычислительная мощность для клиента. VWF делает это и будет делать больше по мере продолжения своего развития. VWF использует веб-сокеты и WebGL, напрямую обеспечивая связь между объектами и создавая трехмерные объекты самым быстрым и эффективным способом. Другие программы виртуального взаимодействия используют Flash, который также предоставляет прямой контент, но делает это менее эффективным способом.

Дополнительные ресурсы

Информация о VWF доступна на двух сайтах: Домашняя страница Virtual World Framework (отражено на vwf зеркало сайта ) и github (поиск в рамках виртуального мира).

Приложения VWF

Задачи и сроки обучения

VWF можно применять к контенту для обучения большинству задач, которые не требуют исключительно живого обучения. В частности: учебная программа, облегченная посредством моделирования, обучения в классе, дополненной реальности, обучения смешанной технике и игр - идеальные кандидаты для участия в ФВ. Контент дополненной реальности, доставляемый в классы, или дополненные дополнения к мобильным устройствам, например Вот этот Также хорошими кандидатами для VWF являются симуляции, сочетающие живое обучение с симулированным контентом. Сложность обучения и количество стажеров во многом определяют дату, к которой будут реализованы возможности VWF. Для проведения обучения в классе VWF может использоваться для разработки контента. Для обучения симуляционного типа, после элементов устойчивости и синхронизации VWF, которые будут разработаны в следующие 6 месяцев (к осени 2012 г.), такая возможность VWF должна стать возможной. Для дополненной реальности и действительно захватывающих игр VWF будет разрабатываться с важными партнерами и надеется получить эту возможность в ближайшие 24 месяца, в зависимости от текущих технологий и партнерских отношений.

LVC упражнения

В идеале VWF будет использоваться в живой, виртуальный и конструктивный симуляционные упражнения (LVC) как первичный или вторичный механизм доставки. LVC идеально подходит для доставки VWF из-за его большого виртуального / цифрового компонента и его потребности в доставке множеству аудиторий в самых разных местах / платформах.

Живое обучение и VWF

Живые объекты, такие как самолеты, оружие и транспортные средства, будут передавать данные в симулятор через датчики (считывание радара / оружия / датчиков на действующем оборудовании непосредственно в моделирование, а затем входные / выходные данные, передаваемые через VWF бесчисленному количеству участников) , потоковая передача данных через взаимодействующие серверы (в случае трекеров персонала / оборудования, таких как Отслеживание синей силы ) и путем введения информации с помощью конструктивного моделирования (например, размещения живых единиц на карте и отслеживания их статуса / положения вручную).

Конструктивное моделирование и VWF

Моделирование не происходит «в» рамках виртуального мира. VWF - это инструмент, помогающий взаимодействовать с различными объектами.^[14] конструктивное моделирование, в котором моделируемые люди управляют смоделированными системами, стимулируется с помощью человеческого участия. Якобы VWF предоставит интерфейс (через Интернет) для некоторых или всех этих людей, которые будут вводить данные в систему, а затем будут получать результаты моделирования от программы, выполняющейся на сервере / облаке / локально-определенном хосте. , и каким-то образом отобразит результаты через веб-интерфейс.

Необходимые инструменты для использования VWF

Разработчики используют VWF для создания симуляций с использованием сценария Java и функций, предоставляемых через VWF. VWF генерирует соответствующие файлы отображения и обработки во время компиляции. По мере развития VWF будет разработана среда построения, позволяющая пользователям перетаскивать контент и манипулировать им, что значительно сокращает время / сложность производства. Эта среда находится в стадии строительства и, как ожидается, будет завершена в конце 2012 года.

Соображения безопасности

Проблемы веб-безопасности

Интернет не зависит от содержания. VWF не является безопасным или небезопасным. Использование шифрования на уровне безопасных сокетов (SSL ), виртуальные частные сети (VPN), шифрование с открытым ключом (PKI), проприетарное шифрование, аппаратно защищенные сетевые системы и т. Д. Обеспечивает безопасность, необходимую для защиты любых симуляций, созданных и сопряженных с использованием VWF. С использованием IPv6 доступны протоколы побитовой безопасности, которые ранее не были доступны для передачи данных. Потенциальным дополнительным методом безопасности является добавление заголовка бита безопасности к данным, передаваемым через VWF, чтобы обеспечить дополнительный уровень безопасности. Эта мера еще не добавлена в текущую сборку.

Проблемы с веб-сокетами и способы их решения

Проблема с открытием постоянного соединения между двумя компьютерами через веб-браузер с использованием веб-сокетов заключается в том, что он потенциально открывает ссылку на то, что называется отравлением кеша, при котором кто-то может напрямую ввести вирусы или другое вредоносное ПО в ссылку, компрометируя систему.^[15] Вот краткое изложение других недостатков: Инструмент безопасности для веб-сокетов ). Первоначально потенциальные проблемы безопасности вынудили Mozilla и Opera прекратить поддержку веб-сокетов до Инженерная группа Интернета (IETF) может создать стандартизированный протокол веб-сокетов как часть HTML5. Обход, основанный на рукопожатиях на основе Connect (в отличие от рукопожатий на основе обновления), оказался безопасным. Семантика рукопожатия, закодированная в VWF, учитывает это. С конца 2011 года это в значительной степени решено с помощью последних сборок и стандартов, и многие веб-платформы действительно поддерживают веб-сокеты.

WebGL

Что такое WebGL?

WebGL (библиотека веб-графики) - это JavaScript Интерфейс прикладного программирования (API) для рендеринга интерактивной 3D-графики в любом совместимом веб-браузере без использования подключаемых модулей. Программы WebGL включают управляющий код (написанный на Java Script) и код шейдера, который выполняется в графическом процессоре на видеокарте (GPU). WebGL разработан и поддерживается некоммерческой организацией Khronos Group.

Браузеры с поддержкой WebGL

Mozilla Firefox 6.0 и новее, Opera 11 и новее, Google Chrome 9 и новее (встроенная поддержка), Safari 5.1 и новее. Пока Internet Explorer не поддерживает WebGL и не объявил о каких-либо планах по поддержке WebGL. Плагины Chrome Frame и IEWebGL поддерживают WebGL для IE 6.0 и более поздних версий.^[16]

Органы по стандартизации

На стандарт WebGL влияют группы Khronos, Mozilla, Apple и Google, а также влияние группы готовности к чрезвычайным ситуациям в США, которая поднимает проблемы безопасности, на которые реагирует консорциум WebGL (возглавляемый Khronos Group).^[17]

Устройства, поддерживающие совместимые браузеры

Большинство ПК, ноутбуков и планшетов поддерживают браузеры с поддержкой WebGL. Мобильная поддержка WebGL только зарождается. Ожидается, что текущие мобильные привязки для JavaScript и WebGL недостаточно хороши.^[18] но есть версия Firefox для Android с WebGL (только около 10% потенциальных пользователей получают доступ к контенту через мобильное устройство, требующее поддержки WebGL). Opera также поддерживает WebGL на платформах Android. iPhone пока не поддерживает WebGL.

Поддержка Microsoft для WebGL

Microsoft не планирует поддерживать WebGL из-за проблем с безопасностью, связанных с уязвимостями рукопожатия.^[19] Для Internet Explorer есть два плагина, поддерживающих интерфейсы WebGL: Chrome Frame и IEWebGL. Верно, что встроенная поддержка обычно работает лучше, чем поддержка подключаемых модулей, и не все службы безопасности поддержат установку дополнительных подключаемых модулей для веб-браузеров.

JavaScript

Что такое JavaScript?

Сценарий Java - это язык сценариев на основе прототипов, который является динамическим, слабо типизированным, универсальным и поддерживает объектно-ориентированные, императивные и функциональные стили программирования. Это означает, что JavaScript позволяет программисту создавать серию прототипов и взаимодействовать с ними, используя в основном буквальный синтаксис, основанный на C. Благодаря простоте использования и широкой привлекательности JavaScript быстро стал одним из самых популярных языков программирования для веб-приложений.

Java Script против Java или C #

Java Script выполняется локально в браузерах, не требует дополнительных подключаемых модулей или сред (таких как среда выполнения Java) для работы и не требует для работы компиляции или файлов .exe для запуска на клиентском компьютере. Он быстрее, эффективнее и проще в создании и выполнении, чем Java и C #.

Стандарты

Текущие стандарты, поддерживаемые VWF

HTML 5.0, ECMAScript5, WebGL, Web Sockets, Collada (или другие более поздние форматы файлов) и другие по мере развития инструмента.

Сообщество и управление

Код для участия в VWF

Разработчики могут загрузить последнюю сборку VWF с github и отправить свои рекомендации, код и приложения прямо на сайте. Github позволяет пользователям создавать свои собственные форки, отправлять запросы на вытягивание, а также оставлять вопросы, комментарии и элементы поддержки в системе отслеживания проблем.

Партнеры по коалиции

VWF доступен бесплатно и открыто на github для всех и каждого, независимо от происхождения. Контент VWF, специально разработанный для операций, будет согласовываться в индивидуальном порядке в зависимости от контента, целей обучения и целей коалиции. Нет постоянной причины, по которой VWF не может быть разделен, и нет никаких ограничений безопасности для исходного кода.^[20]

Бизнес-модели

Коммерческие продукты от VWF

Могут ли коммерческие организации создавать сервисы или игры с помощью VWF? Абсолютно. VWF предназначен для взаимодействия с контентом через Интернет, но он также содержит конструктивные элементы, позволяющие создавать игры или коммуникационные службы, полностью выполняемые в веб-браузере. VWF лицензируется с использованием Apache II, но это позволяет коммерческую переупаковку частей с открытым исходным кодом как часть более крупной работы. Эти игры и услуги будут использовать прямую связь между организациями при содействии VWF, в то время как компания будет определять, где расположены ресурсы. Например: игровая компания может использовать VWF для создания онлайн-игры с использованием своей проприетарной графики и хранить как графику, так и программные файлы на своих серверах, доставляя этот контент через Интернет; компания, проводящая телеконференции, могла бы более эффективно создать электронный класс с помощью VWF, чтобы взять свой собственный кодек потокового мультимедиа и передать свое видео через Интернет в среду цифрового класса, полностью созданную с помощью VWF, в комплекте с аватарами и интерактивными объектами.

Советники

Текущие советники

У проекта VWF есть множество партнеров и консультантов. Есть создатели (упомянутые ранее), а также партнерские отношения с Марк П. МакКахилл от Университета Дьюка, Advanced Distributed Learning (ADL), Doug Maxwell (для MOSES) и Cole Corporation (для военной MMO Edge). Весь этот персонал оказывает консультативную поддержку VWF. Создатели поощряют дополнительные партнерские отношения, направленные на расширение масштабов и масштабов VWF.