Consistency in Distributed Interactive Multimedia Applications : from remote musical interaction to online multiplayer games
La Cohérence dans les Applications Multimédia Interactives et Distribuées : du concert réparti sur Internet aux jeux multijoueurs en réseau
Résumé
The design of Distributed Interactive Multimedia Applications (DIMA) on Internet opens new perspectives to work and to have fun in a collaborative way. In these applications, the feeling of co-presence between users is obtained with a digitizing of their actions and a network. However, network transmission delays introduce temporal ambiguities on the user interface. This problem is well-known under the name of consistency, but it is generally treated from an order point of view, instead of physical time one. Thus, we provide formal descriptions to study consistency models. It includes temporal (instantaneity, simultaneity and $\Delta$ legality) and scheduling properties and allows to take into account psycho-perceptive constraints. From these formal definitions, we propose some consistency models and consistency protocols. We implement one of them in nJam, our Networked Musical Performance system (NMP). Our results allow to build a distributed metronome shared between remote musicians, in spite of high latencies on the network. Thanks to public demonstrations and user experiments, we show the practical effectiveness of nJam. Moreover, we show that our results can improve performance of distributed games. Currently, in the DIMA domain, our results are the only ones that take into account network latencies while providing the Perceptive Consistency in a fully distributed way.
Les Applications Multimédia Interactives et Distribuées (AMID) sur Internet ouvrent des perspectives nouvelles de travail et de loisir entre utilisateurs du réseau Internet. Dans ces applications, le sentiment de co-présence est obtenu par la numérisation et l'envoi sur le réseau de certaines de leurs actions. Cependant, le délai de transmission de ces actions introduit des ambiguïtés temporelles au niveau de l'interface. Ce problème est connu sous le nom de cohérence, mais il est généralement traité du point de vue de l'ordre dans lequel les actions sont prises en compte, et non du point de vue du temps physique. Afin de prendre en compte les contraintes psycho-perceptives liées à l'utilisation du système, nous proposons un formalisme pour l'étude et l'analyse de modèles de cohérence qui permet de spécifier les propriétés temporelles et les propriétés d'ordonnancement. Les propriétés développées dans ce formalisme sont l'instantanéité, la simultanéité, la $\Delta$ légalité et les conflits d'ordonnancement. Nous avons expérimenté un de nos protocoles de cohérence dans nJam, notre prototype de Performance Musicale Interactive et Distribuée (PMID). Pour ce type d'applications, nos résultats permettent de construire un métronome réparti partagé entre musiciens distants et cela malgré des latences importantes sur le réseau. A l'aide d'expérimentations publiques et de tests effectués avec des utilisateurs, nous montrons l'efficacité de nJam. De plus, nous montrons que nos résultats se transposent dans le domaine des jeux vidéo distribués et qu'ils peuvent améliorer les performances des mécanismes de cohérence existants dans ce domaine. Actuellement, dans le domaine des AMID, notre solution distribuée est la seule qui prend en compte les latences réseau tout en fournissant les propriétés définies par la Cohérence Perceptive.