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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Durchführung von Bewegungsspielen auf dem Bildschirm eines Bildschirmgerätes, insbesondere Fernsehempfängers, die aus einer auf den
Bildschirm aufsetzbaren, aus durchsichtigem Material gebildeten, das Bild eines Spielraumes wieder- gebenden Maske und einem elektronischen Steuergerät besteht.
Einrichtungen zur Durchführung von Spielen mit auf der Bildschirmebene zweidimensional verschiebbaren Lichtmarken sind bekannt, z. B. aus der DE-AS 2017312. Sie weisen ein elektroni- sches Steuergerät auf, das zur Darstellung einer Spielfeldnachbildung dienende festprogrammierte
Hellsteuerbefehle sowie zur willkürlichen spielspezifischen Bewegung von Spielersymbolen erforder- liche fremdsteuerbare und zur zwangsläufigen spielspezifischen Bewegung eines Ballsymbols erfor- derliche eigengesteuerte Hellsteuerbefehle abgibt.
Bei diesen bekannten Einrichtungen handelt es sich jedoch lediglich um einen Vorgang in der Bildschirmebene und damit um eine Einebnung des Spielraumes der nachgeahmten Original- spiele, wobei alle bei den zugrundegelegten Originalspielen bestehenden Kriterien bezüglich Schlag- oder Wurfhöhe entfallen müssen.
Weiters sind beispielsweise durch die DE-AS 1937202 und insbesondere durch die US-PS
Nr. 3, 241, 429 Einrichtungen bekanntgeworden, die zur Bildung eines räumlich wirkenden Bildes die- nen. Das zugrundeliegende Prinzip liegt dabei darin, dass ein aufzunehmendes, räumliches Objekt in einem photographischen Aufnahmeverfahren mittels eines mehr-bzw. vieläugigen Linsensystems auf ein lichtempfindliches Medium, vorzugsweise Diafilm, fokussiert wird. Das Linsensystem besteht aus einer Vielzahl kleiner, plankonvexer Linsenelemente, die auf einer sogenannten Rasterplatte in einer Ebene eng nebeneinander in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Man erhält dabei auf dem entwickelten Diafilm Bilder, die in Anzahl und Anordnung den Linsenelementen der Rasterplat- te entsprechen.
Der entwickelte Diafilm wird nun in genau derselben Lage wieder an der Rasterplatte angeordnet, in der er sich bei der photographischen Aufnahme befand. Wird nun diese als Maske zu bezeichnende Anordnung gegen weisses Licht, vorteilhaft gegen eine flächenhafte Licht- quelle, betrachtet, wobei sich die Lichtquelle an der dem Linsensystem abgewendeten Seite befindet, so entsteht ein räumlich wirkendes Abbild des aufgenommenen Objektes.
Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art Bildschirmspiele in einem dreidimensionalen Spielbereich zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Maske von einer an sich bekannten, zur Bildung eines räumlich wirkenden Bildes dienenden Rasterplatte gebildet ist, die aus einer grossen Zahl von zeilenweise angeordneten plankonvexen Linsenelementen besteht, in deren optischen Achsen je ein transparentes Bild des wiederzugebenden Spielraumes angeordnet ist und dass das aus den gleichmässig hellgesteuerten Zeilen des ersten Halbbildes des nach dem Zeilensprungverfahren gebildeten, aus zwei Halbbildern zusammengesetzten Schirmbildes bestehende Bild als flächenhafte Lichtquelle dient,
wogegen die von dem elektronischen Steuergerät hellgesteuerten Bildschirmpunkte aus den an sich dunkelgesteuerten Zeilen des zweiten Halbbildes zur Projektion der Lichtmarken für die beweglichen Spielsymbole verwendet werden.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung liegt darin, dass der Spielbereich dem natürlichen Bereich nachgebildet werden kann und durch den simulierten dreidimensionalen Bewegungsablauf die Anforderungen an das Reaktionsvermögen und die Koordinierungsfähigkeit des Spielers erhöht werden. Die Simulation dreidimensionaler Bewegungsabläufe kann auch für Spiel- oder Lernprogramme spezieller Art von Vorteil sein, insbesondere im Hinblick auf Steuerungsaufgaben, die auf tatsächliche optisch nicht unmittelbar erfassbare Bewegungsvorgänge abzustimmen sind.
Nachfolgend soll an Hand einer schematischen Darstellung der Aufbau der erfindungsgemässen Einrichtung mit einem handelsüblichen Fernsehapparat näher beschrieben werden.
Eine Rasterplatte --1--, die vorteilhaft aus Plastik hergestellt ist, weist eine grosse Anzahl von optischen Elementen auf, vorzugsweise bereits beim Herstellungsprozess erzeugte entsprechend dimensionierte Deformationen mit Linsenwirkung. Diese Elemente sind in Zeilen angeordnet, deren Abstand auf den Zeilenabstand des verwendeten Bildschirmes-2-- abgestimmt sein muss. Etwa in der optischen Achse einer jeden derart gebildeten Linse ist ein transparentes Bild eines dreidimensionalen Spielraumes angeordnet. Die Herstellung der Schar dieser Bilder erfolgt vorzugsweise durch photographische Verfahren, bei denen der wiederzugebende Spielraum durch die optischen
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verbunden wird.
Bei flächenhafter Durchleuchtung dieses Systems transparenter Bilder ergibt sich für den Betrachter --3-- der optische Eindruck eines dreidimensionalen Spielbereiches. Die Rasterplatte-l-ist leicht austauschbar, jedoch in genau reproduzierbarer Lage und möglichst unverrückbar vor dem Bildschirm zu befestigen. Dazu kann vorteilhaft eine Druckknopfhalterung --4-- vorgesehen werden.
Als flächenhafte Lichtquelle wird der während der Dauer jedes ersten Halbbildes gleichmässig hellgesteuerte Bildschirm --2-- verwendet. Die Erzeugung der beweglichen Lichtmarken für Spieler-und Ballsymbole erfolgt durch die von dem elektronischen Steuergerät bewirkte Hellsteuerung von Bildpunkten während der Dauer des an sich dunkelgesteuerten zweiten Halbbildes nach den Gesetzmässigkeiten für die Rasterprojektion unter Zugrundelegung der das Spiel charakterisierenden Bewegungsregeln.
Bei der Auslegung der meist schaltungsprogrammierten (verbindungsprogrammierten) Steuerlogik für die Spielprogramme ist zu berücksichtigen, dass die Lage eines im Darstellungsraum des Rasters befindlichen Raumpunktes für jedes der Einzelbilder des Rasters in dessen Fläche, d. h. in bezug auf seine optische Achse nach den Gesetzen des räumlichen Sehens unterschiedlich ist. Werden die Raumkoordinaten (x, y, z) eines solchen Punktes auf kartesische Koordination zurückgeführt und diese als elektrische Analogsignale im Sinne der bekannten Transformationsgesetze einem Rechner, dem auch die jeweilige Lage der Bildpunktorte zur Verfügung steht, zugeführt, so ergibt sich unmittelbar das Hellsteuersignal für das an sich dunkle zweite Halbbild.
Die y-Komponente eines Bildpunktes ist durch die Nummer der Bildzeile gegeben, die x-Komponente durch die Lage des Leuchtpunktes auf der Bildzeile und die z-Komponente, die die neu hinzugekommene dritte Dimension darstellt, durch die Verschiebung der Lage benachbarter Bildschirmleuchtpunkte gegenüber den optischen Achsen benachbarter Teilbild-Optiken. Durch diese Verschiebung eines Leuchtpunktes gegenüber der optischen Achse der zugehörigen Teilbild-Optik wird die Neigung des aus der Teilbild-Optik austretenden Lichtstrahles beeinflusst. Das menschliche Auge verfolgt bekanntlich zueinander geneigte Lichtstrahlen bis zu ihrem scheinbaren Schnittpunkt und gewinnt damit einen Bildpunkt eines virtuellen Bildes.
Werden auf die genannte Weise die aus mehreren benachbarten Teilbild-Optiken austretenden Lichstrahlen zueinander geneigt, so tritt für das Auge eines Betrachters dieser Effekt ein. Durch die mögliche Beeinflussung der Neigung der Lichtstrahlen hat man daher ein Mittel zur Hand, die Lage des scheibaren Bildpunktes hinsichtlich seines senkrechten Abstandes von der Bildschirmebene und damit die oben angeführte z-Komponente willkürlich festzulegen.
Der zu jedem Spielprogramm erforderliche Rechner ist als Mikromodul-Chip --5-- unvertausch-
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--6-- miträt --7-- und über dieses mit der Antennenbuchse --8-- des Fernsehgerätes --9-- verbunden.
Das Standgerät --7-- enthält zweckmässigerweise einen stabilisierten Netzteil sowie die Schaltungselemente für gleichbleibende Grundfunktionen. Die zur individuellen Gestaltung des Spielablaufes durch den Spieler erforderlichen Schaltungselemente können ebenfalls im Standgerät --7--
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geräten für Flug- oder Schiffsmodelle bekannt sind, bedient werden.
Das Fernsehgerät --9-- soll möglichst stabile Bildabmessungen aufweisen. Die Bildgrösse soll mit Hilfe einer Testrasterplatte nach dem Testbild korrigiert werden. Die Abstände der Zeilen von Schirmbild und Rasterplatte sollen übereinstimmen, eine genaue Zeilenüberdeckung soll vorhanden sein. Bestehende Abweichungen können hinsichtlich ihrer Art und Grösse aus der Helligkeit des Bildeindruckes beurteilt werden. Wenn der Helligkeitseindruck nicht über die ganze Bildhöhe konstant ist, bestehen Unterschiede in den Zeilenabständen. Ist der Helligkeitseindruck gleichbleibend aber schwach, stimmen wohl die Zeilenabstände überein, jedoch ist die Zeilenüberdeckung schlecht. Eine genaue Zeilenüberdeckung ergibt den stärksten gleichmässigen Helligkeitseindruck.
Die Positionierung des Bildeindruckes im Raum ist ebenfalls von der Zeilenüberdeckung abhängig,
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