BG2783U1 - Компютърна персонална екипировка за спорт и игра - Google Patents

Abstract

Компютърната персонална екипировка за спорт и игра може да се прилага за широк кръг спортни и развлекателни игри и съоръжения в реалния свят, както и в масовата индустрия за производството на "интелигентни" играчки. Компютърната персонална екипировка за спорт и игра е изградена на модулен принцип, като базовият компютър (1) е стандартен смартфон или таблет, монтиран на колан (2) на играча. Той комуникира по радиомрежа от типа на блутут (3) с множество специализирани периферни устройства (4). Към всяко периферно устройство (4) е прикрепен RFID маркер (6) със записан код за разпознаване на типа периферно устройство и за адресация в блутут мрежата (3), като за конкретната игра има сървър (7) от типа на лаптоп или персонален компютър със собствен игрален софтуер за дадената игра, който електрически е свързан с WLAN рутер от типа Wi-Fi (8), и от своя страна се свързва по тази мрежа Wi-Fi както с базовите компютри (1), така и с микроконтролерни устройства със специално предназначение, наречени контролни точки (9), които за разлика от базовите компютри (1) не се носят от играча, а се разполагат на определени места във физическото пространство, отделено за провеждане на играта. Периферните устройства (4) са строго специализирани за игра чрез формата си и функциите, които изпълняват. В полезния модел е направено разкритие на седем вида от тях. Разкрита е система за игри във физическия свят с елементи на допълнена реалност с използване на сензори, ефекти и комуникационни стандарти.

Description

(54) КОМПЮТЪРНА ПЕРСОНАЛНА ЕКИПИРОВКА ЗА СПОРТ И ИГРА

BG 2783 UI (57) Компютърната персонална екипировка за спорт и игра може да се прилага за широк кръг спортни и развлекателни игри и съоръжения в реалния свят, както и в масовата индустрия за производството на интелигентни играчки. Компютърната персонална екипировка за спорт и игра е изградена на модулен принцип, като базовият компютър (1) е стандартен смартфон или таблет, монтиран на колан (2) на играча. Той комуникира по радиомрежа от типа на блутут (3) с множество специализирани периферни устройства (4). Към всяко периферно устройство (4) е прикрепен RFID маркер (6) със записан код за разпознаване на типа периферно устройство и за адресация в блутут мрежата (3), като за конкретната игра има сървър (7) от типа на

2783 UI лаптоп или персонален компютър със собствен игрален софтуер за дадената игра, който електрически е свързан с WLAN рутер от типа Wi-Fi (8), и от своя страна се свързва по тази мрежа Wi-Fi както с базовите компютри (1), така и с микроконтролерни устройства със специално предназначение, наречени контролни точки (9), които за разлика от базовите компютри (1) не се носят от играча, а се разполагат на определени места във физическото пространство, отделено за провеждане на играта. Периферните устройства (4) са строго специализирани за игра чрез формата си и функциите, които изпълняват. В полезния модел е направено разкритие на седем вида от тях. Разкрита е система за игри във физическия свят с елементи на допълнена реалност с използване на сензори, ефекти и комуникационни стандарти.

претенции, 8 фигури

2783 UI (54) КОМПЮТЪРНА ПЕРСОНАЛНА ЕКИПИРОВКА ЗА СПОРТ И ИГРА

Област на техниката

Полезният модел се отнася до компютърна персонална екипировка за спорт и игра, която може да се прилага за широк кръг спортни и развлекателни игри в реалния свят, както и в масовата индустрия за производството на „интелигентни” играчки.

Предшестващо състояние на техниката

Много разпространени са понастоящем компютърните игри, както и тези оформени като приложение за смартфон, или таблет. Голям недостатък при тях е обездвижването на играча, като управлението на играта се поема от стандартната периферия от типа на сенсорен екран, клавиатура, мишка, или джойстик. В действителност те трудно могат да се нарекат спорт, въпреки че претендират за „електронни спортове”, доколкото не натоварват мускулните групи на човека. От друга страна социалните контакти при такива игри с компютър и през мрежата са непълноценни за разлика от преките социални контакти, съществуващи при старите игри във физическата реалност. С една дума пристрастяването към компютърните игри води до физическа, социална и емоционална непълноценност още от детска възраст, където виртуалните контакти изместват реалното социално позициониране на индивида в една човешка среда.

Компютърните игри може да ангажират големи групи хора за участие в една игра по Интернет, без пряка връзка във физическото пространство. Тяхно предимство е, че може да бъдат стандартизирани и много разнообразни. Благодарение на изброените по-горе техни качества, те вече представляват масова и наложена индустрия на пазара.

Едно направление в теорията и информатиката на игрите, което обединява компютърните игри и по-старите, като възникване спортни и развлекателни игри е известно като „pervasive games”. Името му идва от „взаимното проникване” между физически и информационни връзки в играта. „Взаимно проникващата информатика” разглежда и е богата на повече взаимодействия в играта, които могат да възникнат: човек към човек, човек във физическото пространство и събитията във физическо пространство за технологичните артефакти, като например сензори и светлинни и звукови ефекти. Типична, по-стара технология на такава игра е заложена в една „outdoor laser tag” [1] система за военни игри, където удачно се обединява електронната системна архитектура и физическата форма на устройствата за пълноценна игра от типа на „pervasive games”. Недостатък на съществуващото техническо решение е, че е твърде частно като тип игра и не използва по-късно възникналите възможности, например като компютърни технологии и радиомрежи. В един по-нов патент [2] за интерактивно спортно устройство, което се разполага във физическото пространство и ангажира играчите в една игра са заложени цял клас разнообразни и различни игри. Това е в резултат, че разкритата техническа система съдържа едно контролно централно дистанционно устройство, в което може да се програмират различен вид игри, а не представлява просто една „автоматика”, както в [1], но разбира се това е патент в много по-късен период. Недостатък е отново, че се касае за частен случай на интерактивно устройство, което може да го наречем „контролна точка” в пространството. Друг недостатък е, че отново системата като техническа архитектура е изчерпателна само за една система, в която играчът съобразно правилата на играта трябва да влезе във физически контакт с тази контролна точка, а ангажираността на играчите ще е еднотипна и ще се свързва само с това интерактивно устройство, а не с цяла гама елементи, както например в една компютърна игра.

Техническа същност на полезния модел

Основният проблем, който решава настоящият полезен модел е проектирането на една система за цялостни и многообразни игри във физическото пространство, които са подпомогнати от електроника. В разкритата системна архитектура се използва изчислителната мощ на стандартни и разпространени съвременни компютърни конфигурации при спазване на определени хардуерни и софтуерни стандарти, което ще доведе до достъпни хардуерни и софтуерни ресурси при проектирането и производството на игри за тях. Спецификата на разкритата система се явява в една много конкретна хардуерна компютърна архитектура и физическа форма на устройствата, която се явява универсална

2783 UI и удачна за такива игри, както и в системната архитектура и конструкцията на редица нови периферни устройства за нея.

Съгласно полезния модел една компютърна персонална екипировка за спорт и игра се конструира на модулен принцип. Базовият компютър в нея е стандартен смартфон или таблет, който се монтира на колан на играча и комуникира по радиомрежа от типа на „блутут” с множество специализирана периферия. Към базовия компютър електрически се свързва и RFID четец. От своя страна във всяко периферно устройство е монтирана RFID маркер със записан код за разпознаване на типа му и с индивидуален номер за разпознаване в блутут мрежата. За конкретната игра се изгражда сървър от типа на лаптоп или персонален компютър със собствен игрален софтуер, който електрически е свързан с WLAN рутер от типа Wi-Fi и от своя страна се свързва по тази мрежа Wi-Fi както с базовите компютри, така и с микроконтролерни устройства със специално предназначение, наречени контролни точки, които за разлика от базовите компютри не се носят от играча, а се разполагат на определени места във физическото пространство, отделено за провеждане на играта.

Една жилетка за спорт и игра, като периферно устройство притежава по повърхността си монтирани поне един вид или повече видове датчици от типа на резистивни, капацитивни, фотоприемници, датчици на Хол, магниторезистивни или индуктивни. Тя притежава също така светодиодни индикатори за визуализация състоянието на играча и аудио модул с високоговорител.

Едни игрови предмети може да се намират на терена на играта. Те може да се събират, или разменят между играчите. Те ще притежават външна форма, съобразно ролята им в играта и ще съдържат единствено RFID маркер като вградена електроника със записан код за типа им. Те ще се явяват „вълшебни предмети” в едни ролеви игри и такива от типа „quest”.

Едно огнестрелно оръжие - играчка под формата на пистолет, карабина, автомат и др. може да бъде конструирано като периферия на компютърната персонална екипировка и ще притежава един или повече излъчватели на кодиран инфрачервен сигнал.

Един шлем, или очила за допълнена реалност може да изобразяват на полупрозрачен екран, или да прожектират на ретината на окото надписи, ефекти, карти на играта и др., които се наслагват над наблюдаемата физическата реалност. Шлемът, или очилата ще включват и една вградена цифрова радиостанция, монтирана към тях за гласова комуникация между играчите.

Един интерактивен меч за приключенски игри в „режещите си части” ще има монтирани индуктивности за излъчване на кодиран сигнал чрез магнитно поле. Той ще притежава съгласно полезния модел и светодиодна RGB индикация за цветова визуализация на „мощта и нивото на играча” в дадена игра. Силата на магнитното поле намалява много бързо в пространството - от трета степен, а енергията му - от шеста степен. Така магнитното поле се явява подходящо за симулация на близък контакт на меча с една вече описана жилетка, снабдена с множество магнитни датчици от типа на датчик на Хол, магниторезистивен, или индуктивен датчик.

Съгласно полезния модел един GPS компас може да се яви като част от периферията на компютърната персонална екипировка за игра и ще се оформя като часовник на ръката на играча.

Конструкцията на „контролна точка” съгласно полезния модел в обобщен вид ще се оформя като конус, пирамида, цилиндър или специален предмет със семантично значение за играта. В конструкцията се предвижда бутон за натискане или повече такива. Монтират се и други датчици от типа на инфрачервени фотоприемници, датчици на магнитно поле, или такива резистивни и капацитивни, които оформят зони за задействане от допир с открита човешка длан. Такава конструкция предполага да използва светодиодна индикация за състоянието си и за сигнали в играта. Един аудиомодул с високоговорител е също елемент от разкритата конструкция и ще възпроизвежда гласови команди към играчите, инструкции за играта и музика. Контролната точка ще се свързва със сървър на играта по WLAN от типа на Wi-Fi.

Основно предимство на полезния модел е, че предполага да се използват масово разпространени и достъпни хардуерни ресурси с голяма изчислителна мощ за игри, които ще са подпомогнати от електроника и ще се осъществяват в пряк социален контакт между играчите във физическото пространство. Това предимство предполага, че ще имаме максимален обхват,

2783 UI сложност и разнообразие на разработваните софтуерно игри при универсалност и стандартизация на използваните хардуерно ресурси за това. Друг пряк резултат на това предимство е, че в една игра ще може например да се използват едновременно разнородни физически съоръжения - например „laser tag” пистолет, интерактивен меч, „вълшебни предмети” за героя, GPS компас, жилетка с датчици и ефекти и шлем за допълнена реалност с вградена цифрова радиостанция за комуникация на играчите в отбор.

Друго предимство на полезния модел е, че техническите решения в полезния модел не засягат един конкретен вид игра, както е в досегашното състояние на техниката, а разкрива една специфична хардуерна архитектура, която се явява универсална за целия клас игри. Периферията за тези игри, като физически устройства е основана на модулен принцип и ще предполага взаимозаменяемост и надграждане, без промяна на софтуера на играта и евентуално на ’’базовия компютър” за това - както е понастоящем при персоналните компютри.

Предимство на полезния модел е също така, че предполага да се изгради индустрия на специфична компютърна периферия за нов масов клас игри от типа на „интелигентни играчки” и „компютризирани спортни артикули”. Този клас изделия ще се произвеждат за проектираните софтуерно игри, осъществявани в пряк социален контакт на играчите, за игри с компютърен контрол, с обективен компютърен отчет и компютърно съдийство на настъпилите събития в играта. Тези игри ще предполагат физическо натоварване и поставяне на задачи на играчите в играта с гласови команди, подавани от компютър на играчите, с промени в сюжетната линия, ако жанра на играта предполага това, както е в сега съществуващите компютърни игри.

Компютърните радиомрежи, използвани в полезния модел, са на три нива на пространствен обхват. За „безконтактна автоматична инициализация и конфигуриране на периферията в системата” - мрежата е RFID, за „управление на индивидуалната периферия на играча” - мрежата е блутут, а за команди към играчите, някои команди към периферията им и общи периферни устройства - мрежата е WiFi. Софтуерът на игрите ще осъществяват събиране на данни за всяко събитие настъпило във физическото про странство на терена на играта, за което са били предвидени датчици за регистрация по персоналната екипировка на играчите или по устройствата на терена. Отчета на събитията ще позволява обективно съдийство и управление на игрите в реално време от компютър посредством гласови команди към играчите и управление състоянието на елементи от персоналната им екипировка.

Архитектурата на системата е отворена в разкритата концепция на полезния модел и предполага възникването в последствие на тази база и на множество други специфични периферни устройства, които не са описани в него, особено в частта си на специални спортни съоръжения и предмети в полето на играта, което също се явява съществено предимство.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява обща блокова схема на системната архитектура на една компютърна персонална екипировка за спорт и игра.

Фигура 2 представлява блокова схема на една електронна жилетка за спорт и игра.

Фигура 3 представлява илюстрация на един предмет, който променя състоянието на играча при намирането му на терена.

Фигура 4 илюстрира блоковата схема на играчка - огнестрелно оръжие за спорт и игра.

Фигура 5 представлява сборен чертеж на един шлем с допълнена реалност за спорт и игра.

Фигура 6 е илюстрация на един GPS компас за спорт и игра.

Фигура 7 представлява блокова схема на един интерактивен меч за спорт и игра.

Фигура 8 представлява блокова схема на една контролна точка в полето за игра на играчите.

Примери за изпълнение на полезния модел

Една компютърна персонална екипировка за спорт и игра (фигура 1) се конструира на модулен принцип. Базовият компютър 1а в нея е стандартен смартфон или таблет, който се монтира на предвиден за това колан 2а на играча и комуникира по радиомрежа от типа на „блутут” За с множество специализирани периферни устройства 4аа, 4аЬ ... 4ап. Към базовия компютър 1а електрически се свързва RFID четец 5а по микро-USB, или в по-новите смартфони се активира за тази цел вградения модул NFC (near field comunication), който е съвместим по стандарт за четене на някои видове RFID

2783 UI маркери. От своя страна във всяко периферно устройство 4аа, 4аЬ ... 4ап се монтира по един RFID маркер баа, 6аЬ .. .бап със запис в кодиран вид на типа устройство за разпознаването му в дадена игра и уникален индивидуален номер за адресирането и управлението му. Системата ще се управлява от сървър 7, инсталиран на лаптоп или персонален компютър със собствен игрален софтуер за дадената игра, който ще е способен да управлява множеството базови компютри la, 1Ь ... 1m през WLAN рутер 8 от типа Wi-Fi с който електрически е свързан. От своя страна периферията 4аа,4аЬ... 4ап е твърде специфична (фигура 1), но тя може да се конструира като „embedded” на базата на микроконтролери като се спазват комуникационните стандарти на избраната радиомрежа към базовия компютър 1а. Този базов компютър 1а се намира по време на игра обикновено на „една ръка разстояние” от прилежащата му периферия, затова и избрания вид радиомрежа е за къси разстояния и е от типа „блутут” За. В началото на всяка игра предметите от периферията 4аа, 4аЬ... 4ап се доближават до RFID четеца 5а на базовия компютър 1а. Той прочита записа в RFID картите им баа, 6аЬ ... бал, който съдържа тип устройство и индивидуален номер. Така базовият компютър 1 ще може автоматично да разпознава, конфигурира и управлява периферията си и ще я направи „собствена” за даден играч без да се налага за това да се въвежда информация от допълнителни входни устройства, като клавиатура, тьчскрийн, или мишка. При по-сложните игри, сървър 7 ще управлява състоянието на играчите и играта и ще предава данни към базовите им компютри la,1Ь... 1m чрез локална радиомрежа (WLAN) от типа Wi-Fi през рутера 8, с който е електрически свързан посредством мрежови кабел. Сървърът 7 се свързва също така и с микроконтролерни устройства със специално предназначение, наречени контролни точки 9, които за разлика от базовите компютри 1 не се носят от играча, а се разполагат на определени места във физическото пространство, отделено за провеждане на играта.

Една жилетка за спорт и игра (фигура 2) се свързва по „блутут” 3 с базовия си компютър 1, като негова периферия и притежава по повърхността си монтирани поне един вид, или повече видове датчици 10 от типа на резистивни, капацитивни, инфрачервени приемници, датчици на Хол, магниторезистивни или индуктивни. Тя притежава също така светодиодни индикатори 11 за визуализация на състоянието на играча в хода на играта и аудио модул с високоговорител 12, който дава персонални инструкции и съобщения по време на игра.

Предмети (фигура 3), които променят състоянието на играча при намирането им на терена ще имат специфична физическа форма, външен вид и роля в предварително програмираната игра и ще съдържат единствено RFID маркер 6. Те ще се явяват примерно „вълшебни предмети” в едни ролеви игри и такива от типа „quest”, „пълнители с патрони” за военни игри и др. При доближаването им до RFID четящото устройство 5 на базовия компютър 1 на играча, те ще му дават „животи”, „сила”, „морал” и др. параметри на състоянието му, ще дадат ключова информация в програмирания сценарий на някой „quest”, или опосредствено чрез вградения блутут 3, ще предават параметри на друга периферия - примерно „пълнители” и „патрони” за някакъв вид оръжие, или „сила” на меч и т.н.

Едно огнестрелно оръжие - играчка, като пистолет, карабина, автомат и др, (фигура 4) се свързва по „блутут” 3 с базовия си компютър 1, като негова периферия и ще притежава един или повече излъчватели 13 на кодиран инфрачервен сигнал.

Един шлем за виртуална реалност (фигура 5), или очила за виртуална реалност се свързват по „блутут” 3 с базовия си компютър 1, като негова периферия и ще изобразяват на полупрозрачен екран 14, или прожектират на ретината на окото надписи, ефекти, карта на играта и др., които ще се наслагват над наблюдаемата физическата реалност. В шлема е ергономично да се включи и устройството на цифрова радиостанция 15 за гласова комуникация между играчите, така че той ще изпълнява и съвместява поне две функции в игрите.

Един GPS компас (фигура 6) се свързва по „блутут” 3 с базовия си компютър 1, като негова периферия и се оформя като часовник 16 на ръката на играча.

Един интерактивен меч за приключенски игри (фигура 7) се свързва по „блутут” 3 с базовия си компютър 1, като негова периферия и по „режещите си части” има монтирани индуктивности 17 за излъчване на кодиран сигнал чрез

2783 UI магнитно поле, а също така ще съдържа цветна светодиодна RGB индикация 18 за изобразяване „мощта и нивото на играча” в дадена игра. Силата на магнитното поле намалява много бързо в пространството - от трета степен, а енергията му - от шеста степен. Така магнитното поле се явява подходящо за симулация на близък контакт на меча с една вече описана жилетка (фигура 2), снабдена с множество магнитни датчици от типа на датчик на Хол, магниторезистивен, или индуктивен датчик.

Конструкцията на контролна точка (фигура 8) съгласно полезния модел в обобщен вид ще се оформя като конус, пирамида, цилиндър или специален предмет със семантично значение за играта. В конструкцията се предвижда бутон за натискане 19 или повече такива. Монтират се и други датчици от типа на инфрачервени фотоприемници 20, датчици на магнитно поле 21, или такива резистивни и капацитивни 22, които оформят зони за задействане от допир с открита човешка длан. Такава конструкция предполага да се използва светодиодна индикация 23 за визуализация на състоянието си и за сигнали в играта. Един аудиомодул с високоговорител 24 е също елемент от разкритата конструкция и ще възпроизвежда гласови команди към играчите, инструкции за играта и музика. Контролната точка ще се свързва със сървър на играта по WLAN от типа на Wi-Fi.

Claims (8)

1. Компютърна персонална екипировка за спорт и игра, характеризираща се с това, че е изградена на модулен принцип, като базовият компютър за отделен играч (1) е стандартен смартфон или таблет, монтиран е на колан (2) на играча и е свързан по радиомрежа от типа на блутут (3) с множество специализирани периферни устройства (4), като притежава и електрически свързан към него RFID четец (5) и работи под управлението на специални приложения и игрален софтуер за игри в пряк социален контакт и в реалния свят, а от своя страна към всяко периферно устройство (4) е прикрепен RFID маркер (6) със записан код за разпознаване на типа му и за адресация в блутут мрежата (3), като за конкретната игра има сървър (7) лаптоп или персонален компютър за дадената игра, който електрически е свързан с WLAN рутер Wi-Fi (8), и от своя страна се свързва по тази мрежа Wi-Fi както с базовите компютри (1), така и с микроконтролерни устройства, представляващи контролни точки (9).

2. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че периферното устройство (4) включва електронна жилетка за спорт и игри с монтирани по повърхността си поне един вид или повече видове датчици (10) резистивни, капацитивни, фотоприемници, датчици на Хол, магниторезистивни или индуктивни, като притежава също така и светодиодни индикатори (11) за визуализация състоянието на играча, също както и съдържа и допълнителен аудио модул с високоговорител (12).

3. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че периферното устройство (4) включва игрови предмети за намиране, събиране по терена за игра, или размяна между играчите, които съдържат единствено RFID маркери (6) като вградена електроника, със записан код за типа им.

4. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че периферното устройство (4) включва огнестрелно оръжие играчка, като пистолет, карабина, автомат, който притежава един или повече излъчватели (13) на кодиран инфрачервен сигнал.

5. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че периферното устройство (4) включва шлем за допълнена реалност, или очила за допълнена реалност, който притежава в устройството си и цифрова радиостанция (15) за гласова комуникация между играчите.

6. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че периферното устройство (4) включва GPS компас, който се оформя като часовник (16) на ръката на играча.

7. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че периферията (4) включва интерактивен меч за приключенски игри, който по режещите си части има монтирани индуктивности (17) за излъчване на кодиран сигнал чрез магнитно поле, а също така съдържа цветна светодиодна RGB индикация (18) за изобразяване мощта и нивото на играча в дадена игра.

8. Компютърна екипировка съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че микро-

2783 UI контролерното устройство, представляващо контролна точка (9) се оформя като конус, пирамида, цилиндър, или друг специален предмет със семантично значение за играта и притежава един или повече бутони за натискане (19), или други датчици от типа на инфрачервени фотоприемници (20), датчици на магнитно поле (21), или такива резистивни и капацитивни (22), които оформят зони за задействане от допир с открита човешка длан, както притежава също и светодиодна индикация (23) за визуализация на състоянието си и светлинни сигнали в играта, както притежава и аудиомодул (24) с високоговорител за възпроизводството на команди към играчите, инструкции за играта и музика.