(i). 研究范疇
分布式互動(dòng)模擬技術(shù) (Distributed Interactive Simulation，簡稱DIS)是個(gè)可在因特網(wǎng)上施行大型分布式仿真活動(dòng)的國際規(guī)格(IEEE 1218)，此技術(shù)是由美國DARPA與Army Project Manager for Training Device (PM Trade)在1989年著手研究的一項(xiàng)跨國界網(wǎng)絡(luò)仿真演訓(xùn)技術(shù)。
DIS 技術(shù)是IEEE協(xié)會(huì)編號(hào)為1278的規(guī)格，此分布式交互仿真系統(tǒng)技術(shù)有六大特點(diǎn)：
1. DIS系統(tǒng)將所欲設(shè)計(jì)與實(shí)作的傳輸訊息內(nèi)容從其底層架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之軟硬件關(guān)系分開，使得DIS系統(tǒng)更容易使用在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上。
2. 它使用異步的訊息傳輸技術(shù)，一個(gè)稱為數(shù)據(jù)協(xié)議單元( Protocol Data Unit ，簡稱PDU)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)用來做為各個(gè)獨(dú)立仿真器之間網(wǎng)絡(luò)訊息傳遞的工具。PDU 技術(shù)最大的特點(diǎn)是使得每個(gè)仿真器只有在其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變或是超過某預(yù)定時(shí)間 (例如5秒) 時(shí)才發(fā)送出記錄其狀態(tài)的PDU給別的仿真器知道。
3. DIS系統(tǒng)允許不同型式與種類的仿真器聯(lián)結(jié)在一起，也就是說DIS標(biāo)準(zhǔn)的定義與所使用的硬件技術(shù)無關(guān)。
4. DIS 技術(shù)使用了稱為『推論未知狀態(tài)』 (Dead Reckoning) 的技術(shù)來在每一個(gè)仿真器的虛擬世界內(nèi)推測其它仿真器所仿真對象的下一個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，以減少所需的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送量( Network traffic)。
5. DIS系統(tǒng)使得仿真器狀態(tài)變化訊息得以同時(shí)并行地相互傳送，因此，延伸了DIS系統(tǒng)仿真環(huán)境的范圍。
6. DIS系統(tǒng)將虛擬世界定義成為一個(gè)橢圓地球，使得虛擬世界能更忠實(shí)地表現(xiàn)出真實(shí)世界的狀態(tài)。
簡單的說，DIS (Distributed Interactive Simulation)系統(tǒng)是以一種分布式的架構(gòu)來建立于一個(gè)時(shí)間與空間一致性的虛擬世界，使得聯(lián)結(jié)在此系統(tǒng)上散居各地的所有仿真器 (Simulators)可以共同來進(jìn)行仿真的模擬實(shí)兵演習(xí)，絲毫不受相隔距離的影響。所謂的時(shí)間一致性，是指在系統(tǒng)內(nèi)的所有事件及虛擬環(huán)境變化對于聯(lián)結(jié)在此系統(tǒng)的所有的仿真器都是以相同的頻率與次序來發(fā)生，使得坐在仿真器上的使用者不會(huì)感受到影像不一致或是仿真對象產(chǎn)生跳躍的情況。而空間一致性，則是指不論此系統(tǒng)的仿真器身在何處，然而它們所處的虛擬世界必需非常相似，而且DIS系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的事件，例如飛機(jī)中彈或飛機(jī)失事的位置，也必需一致。
高階仿真架構(gòu)(High Level Architecture－HLA)是繼DIS規(guī)格之后的新一代分布式互動(dòng)仿真網(wǎng)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，而HLA規(guī)格已在2000年成為IEEE協(xié)會(huì)編號(hào)為1516的標(biāo)準(zhǔn)。HLA由美國國防部提出的一個(gè)模式仿真架構(gòu)，主要由美國國防部的Defense Modeling and Simulation Office (簡稱DMSO)來主導(dǎo)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定與修改。DMSO則是依據(jù)在1995年10月所提出之DoD Modeling and Simulation (M&S) Master Plan (DoD 5000.59-P)，開始致力于建構(gòu)一個(gè)公開通用的技術(shù)架構(gòu)組織以促進(jìn)其所有型式的模塊及仿真系統(tǒng)(Models and Simulations)與C4I系統(tǒng)能做溝通互動(dòng)，亦即是在促進(jìn)M&S組件重復(fù)使用性，而這個(gè)公開通用的技術(shù)架構(gòu)組織則包含了高階仿真架構(gòu)(HLA)。
HLA之主要目的為整合各種型態(tài)的仿真系統(tǒng)（包括真人操作真實(shí)系統(tǒng)、仿真器系統(tǒng)和兵棋軟件）以及提升仿真系統(tǒng)各組件之重復(fù)使用性(reuse)與兼容性。在HLA的環(huán)境下，所有仿真對象，不管是兵棋軟件，還是真實(shí)武器系統(tǒng)，統(tǒng)稱為Federates。在內(nèi)容上，HLA包括了以下三個(gè)部份﹕
1. 高階仿真架構(gòu)之規(guī)則(The HLA Rules)
2. 高階仿真架構(gòu)之接口規(guī)格(The HLA Interface Specification)
3. 高階仿真架構(gòu)之對象模型格式(The HLA Object Model Template)
HLA Rules共有十條，其中五個(gè)規(guī)則是用來定義Federation的關(guān)系，另外五個(gè)規(guī)則則是用來定義Federation組件(Federate)之間的關(guān)系。
HLA接口規(guī)格(Interface Specification)主要是在定義所謂的執(zhí)行基礎(chǔ)(HLA Runtime Infrastructure -- RTI)的函式名稱與功能。所謂的執(zhí)行基礎(chǔ)(RTI)實(shí)際上就是架構(gòu)在因特網(wǎng)上的分布式操作系統(tǒng)，所有符合HLA規(guī)格的模訓(xùn)系統(tǒng)皆必須在RTI上執(zhí)行，所有模訓(xùn)系統(tǒng)皆可透過RTI的"中介"輕易的串聯(lián)在一起執(zhí)行多使用者互動(dòng)的功能。而HLA的接口規(guī)格(Interface Specification)旨在說明RTI所提供服務(wù)的函式呼叫名稱與參數(shù)設(shè)定，藉由HLA接口規(guī)格的規(guī)范，美國國防部委托學(xué)術(shù)界研究RTI的內(nèi)部架構(gòu)而不需擔(dān)心機(jī)密外泄。
HLA Object Model Template (OMT)則是定義在HLA中所有的模擬演訓(xùn)本身及其參與組件的數(shù)據(jù)格式，藉由OMT的格式設(shè)定，所有演訓(xùn)系統(tǒng)皆有一套共通的演訓(xùn)數(shù)據(jù)庫，以方便演訓(xùn)過程模訓(xùn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。OMT內(nèi)容是HLA環(huán)境的真正機(jī)密所在，此部份是由美國軍方自行經(jīng)由不斷進(jìn)行模擬演訓(xùn)來建立其數(shù)據(jù)庫。HLA之基本架構(gòu)圖可以用下圖來表示