A framework for distributed 3D graphics applications based on compression and streaming

par Ivica Arsov

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Bruno Defude.

  • Titre traduit

    Un cadre unificateur pour des applications graphiques 3D, basé sur la compression et la diffusion


  • Résumé

    Avec le développement des réseaux informatiques, principalement d'Internet, il devient de plus en plus facile de développer des applications dont l'exécution est répartie entre un ordinateur local, le client, et un ordinateur à distance (à une autre extrémité du canal de transmission), le serveur. Les progrès techniques de ces dernières années au niveau matériel ont rendu possible l'affichage en 3D (jeux, navigation cartographique, mondes virtuels) sur les mobiles. Cependant, l'exécution de ces applications complexes sur le terminal client est impossible, à moins de réduire la qualité des images affichées ou les besoins en calcul de l'application. Différentes solutions ont déjà été proposées dans la littérature mais aucune d'entre elles ne satisfait l'ensemble des besoins. L'objectif de cette thèse est de proposer une solution alternative, c'est à dire une nouvelle architecture client-serveur dans laquelle l'interconnexion des dispositifs mobiles est complètement exploitée. Les principales conditions de mise en œuvre seront traitées: - Minimiser le trafic réseau - Réduire les besoins en puissance de calcul du terminal, et - Préserver l'expérience utilisateur par rapport à une exécution locale. Tout d'abord, un cadre formel est développé afin de définir et modéliser des applications graphiques 3D distribuées. Ensuite, une nouvelle architecture, permettant de dépasser certains inconvénients que l'on trouve dans des architectures de l'état de l'art, est présentée. La conception de la nouvelle architecture client-serveur est validée par l'implémentation d'un jeu et la mise œuvre de simulations.


  • Résumé

    With the development of the computer networks, mainly the Internet, it became easier to develop applications where the execution is shared between a local computer, the Client, and one located on the other side of the network communication channel, the Server. The hardware advancements in the recent years made it possible to display 3D graphics (games, map navigation, virtual worlds) on mobile devices. However, executing these complex applications on the client terminal is not possible without reducing the quality of the displayed graphics or lowering its processing requirements. Different solutions have already been proposed in academic publications; however none of them satisfies all requirements. The objective of this thesis is to propose an alternative solution for a new client-server architecture where the connectedness of the mobile devices is fully exploited. Several main requirements are addressed: - Minimize the network traffic, - Reduce the required computational power on the terminal, and - Preserve the user experience compared with local execution. First a formal framework is designed that can effectively define and model distributed applications for 3D graphics. Then a model of new architecture is presented, that overcomes the disadvantages of the architectures presented in the state of the art. The core of the architecture is the MPEG-4 standard, which is used to transfer the data between the server and the client in a compressed manner. The last part of explores the design of architectures optimized for running on mobile devices. The design of the new client-server architecture is validated by implementing a game and running simulations.


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