DE2609826C2 - Gerät zum Durchführen von Spielen auf dem Schirm einer Bildröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Durchführen von Spielen durch Darstellen und Manipulieren vorgeschriebener Bildelemente auf dem Schirm einer Bildröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Gerät ist aus der DE-OS 24 26 249 bekannt. Dort sind die einzelnen, auf dem Schirm der Bildröhre darzustellenden, vorgeschriebenen Bildelemente

so durch den fest vorgegebenen Aufbau elektronischer Signalgeneratorschaltungen bezüglich ihrer maximalen Anzahl und ihrer grundsätzlichen bildlichen Darstellungsweise festgelegt. Sie können im allgemeinen lediglich hinsichtlich ihrer Horizontal- und Vertikalstellung sowie ihrer Größe und Intensität, möglicherweise auch ihrer Farbe, verändert werden. Der Gerätebenutzer kann mit Hilfe der manuell betätigbaren Spiel-Steuereinrichtung Steuersignale erzeugen, die zum Bewegen eines oder mehrerer der auf dem Bildschirm darzustellenden Bildelemente dienen. Die gesteuerte Bewegung eines Rildelemfmts wirr) Harjiirrh errpjrht Haß unter Verwendung des Synchronisiersignals der Bildröhre als zeitliches Referenzsignal die zeitliche Erzeugung des einerr vorgeschriebenen Bildelement entsprechenden Bildelementsignals in Abhängigkeit vom Steuersignal gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist jedem bewegbaren Bildelement eine Signalgeneratorschaltung zugeordnet, die im allgemeinen als Verzögerungsschaltung ausgebil-

det ist und voreinstellbare Zähler enthalten kann. Darüber hinaus sind Verknüpfungs- und Schaltglieder vorgesehen, die in Abängigkeit von durch feste Verdrahtung vorgegebenen Konstellationen der Bildelemente auf dem Bildschirm die Intensität und möglicherweise auch die Größe und Farbe der Bildelemente verändern und Rückstellungen einschließlich der Löschung von Bildelementen vornehmen können. Trotz dieser Möglicnkeiten ist die Anzahl der auszuführenden Spiele mit unterschiedlichen Spielregeln stark eingeschränkt. Zwar ist an das Spielgerät ein Magnetbandgerät anzuschließen, das jedoch in dem hier betrachteten Zusammenhang lediglich zum vorprogrammierten Bewegen eines oder mehrerer Bildelemente dient und daher die Funktion eines das Spielgerät benutzenden Spielers hat. Die vom Magnetbandgerät abgenommenen Signale entsprechen daher den Steuersignalen der manuell betätigbaren Spiel-Steuereinrichtung. Zum Wechseln der Spielart kann man jedoch in eine elektronische Einheit des bekannten Geräts verschiedene gedruckte Schaltungskarten einstecken, die jeweils eine bestimmte Spielart verkörpern. Diese relativ kostenaufwendige Möglichkeit der Spielartänderung läßt jedoch nur Variationen zu, die im Rahmen von Spielregeln liegen, welche durch die fest eingebauten Bauelemente vorgegeben sind.

Ein ähnlicher Stand der Technik ist aus der US-PS 37 93 483 bekannt, der jedoch im Gegensatz zu dem Gerät nach der DE-OS 24 26 249 eine Änderung der Spielart nicht vorsieht.

Aus den US-Patentschriften 36 59 284 und 36 59 285 sind Anordnungen bekannt, mit denen man unter Verwendung von Fernsehempfängern verschiedenartige Spiele durchführen kann. Diese Anordnungen enthalten eine elektronische Schaltung, die zu geeigneten Zeitpunkten während des Abtastens eines üblichen Fernsehempfängers Videosignale erzeugt, um auf dem Bildschirm gewisse vorbestimmte Bildsymbole darzustellen. Durch Steuerung des Zeitpunktes des Auftretens dieser Videosignale kann der Benutzer die Positionen der verschiedenen Bildsymbole manipulieren. Durch Anbringen einer Transparentauflage auf dem Bildschirm kann man mit diesen Anordnungen verschiedene Spiele durchführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum Durchführen von Spielen der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß es ohne großen Kostenaufwand in zuverlässiger einfacher Weise möglich ist, eine praktisch unbegrenzte Anzahl unterschiedlichster Bildschirmspiele mit verschiedenartigsten Spielregeln durchführen zu können.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Diese Lösung sieht nicht nur den Einsatz einer Datenprozessoreinrichtung anstelle sonst üblicher elektronischer Schaltungsanordnungen, sondern den Einsatz der Datenprozessoreinrichtung in Verbindung mit einem austauschbaren Festwertspeicher vor. Auf dem Festwertspeicher sind die gesamten Spielprogramminstruktionen eines Spiels gespeichert, so daß durch einfaches Austauschen des dem direkten Zugriff zugänglichen Festwertspeichers die Spiele gewechselt werden können. Gleichermaßen sind in dem Festwertspeicher die dem jeweiligen Spiel zugeordneten Bäldelementsignale gespeichert, die sonst während jedes Abtastzyklus der Bildschirmröhre in speziellen Signalgeneratorschahungen und in Abhängigkeit von deren schaltungsmäßigen Aufbau neu erzeugt werden müßten. Neben der unerschöpflichen Vielfalt der durchführbaren Videospiele bietet der Erfindungsgegenstand den zusätzlichen Vorteil, daß der austauschbare Festwertspeicher als ein Teil der Speichereinrichtung der Datenprozessoreinrichtung ein Direktzugriffsspeicher ist. Der Einsatz eines derartigen, dem direkten Zugriff zugänglichen Festwertspeichers zum Zwecke der Speicherung der Spielprogramminstruktionen einschließlich der jeweils zugehörigen Bildelementsignale bietet gegenüber dem Einsatz eines Magnetbandspeichers den besonderen Vorteil, daß der Festwertspeicher an denselben Speicherbus der Datenprozessoreinrichtung wie der übrige Teil des der Datenprozessoreinrichtung zugeordneten Direktzugriffsspeichers angeschlossen werden kann. Der Festwertspeicher ist eine zuverlässig arbeitende und auch zuverlässig anschließbare Datenspeichereinheit. Demgegenüber arbeiten Magnetbandspeicher relativ langsam, und mit dem Bandtransport ist eine gewisse Unzuverlässigkeit verbunden. Außerdem sind Magnetbandspeicher teuer.

Ein weiterer besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstands besteht darin, daß die Datenprozessoreinrichtung einschließlich ihrer Speichereinrichtung nicht nur die Bildelementsignale von bewegbaren Bildelementen, sondern auch von statischen Bildelementen wie den Begrenzungslinien für ein Spiel speichern und bereitstellen kann. Es entfallen damit auch die sonst benutzten Transparentauflagen, die am Bildschirm angebracht werden mußten.
Obgleich der Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Geräts hauptsächlich auf dem Gebiet des Spiels und der Unterhaltung von Erwachsenen und Kindern liegt, gestattet der grundsätzliche Aufbau des Geräts auch Anwendungen, die nicht auf dem Gebiet der Unterhaltung liegen. So kann man den Erfindungsgegenstand als Heimanschlußgerät verwenden, um ausgewählte Nachrichten irgendwelcher Art zu erzeugen, zu empfangen und darzustellen. Dieselbe grundsätzliche Geräteanordnung, die zum Anzeigen und zum Manipulieren von Bildsymbolen in einem Spiel dient, kann beispielsweise auch als Rechner oder Kalkulator herangezogen werden, wobei der Bildschirm die Endresultate, Zwischenresultate, gespeicherte Größen und viele andere Werte anzeigen kann.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Videosignal-Erzeugungseinrichtung einen Direktzugriffsspeicher. Unter Verwendung dieses Direktzugriffsspeichers ist es möglich, das Fernsehraster in eine Vielzahl (beispielsweise etwa 32 000) von einzelnen Punkten oder Balken zu digitalisieren. Der Direkt-Zugriffsspeicher weist dann eine vergleichbare Vielzahl von Datenspeicherplätzen auf, in denen eine digitale Repräsentation der auf dem Bildschirm wiederzugebenden Daten gespeichert ist. Die Daten werden normalerweise synchron mit dem Abtasten des Bildröhrenschirms aus dem Speicher gelesen, d. h., daß jeder Speicherplatz aus dem Speicher gelesen wird, wenn der Kathodenstrahl gerade den diesem Speicherplatz zugeordneten Balken des Rasters überstreicht Die Bilddaten werden in den Speicher unter der Steuerung der Daten-Prozessoreinrichtung eingeschrieben, welche die in dem Speicher gespeicherten Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Zustand von Tasten auf einem vom Benutzer manuell betätigbaren Tastenfeld modifizieren kann. Bei der Datenprozessoreinrichtung handelt es sich vor/.ugsweise um einen programmierbaren Mikroprozessor.

Der zum Bestimmen der Anzeige- oder Bilddaten benutzte Mikroprozessor kann in einer solchen Weite betrieben werden, daß er eine große Anzahl von üblichen

Rechenfunktionen vornehmen kann. Außer den zur Spielsteuerung dienenden Tastenfeldern können daher alphanumerische Tastenfelder vorhanden sein, so daß das Gerät wahlweise als Kalkulator benutzt werden kann, wobei ausgewählte Werte, die auf dem Bildschirm dargestellt werden sollen, in den Direktzugriffsspeicher eingegeben werden. In Anbetracht der Größe des Fernsehbildschirms reicht die Bildfläche aus, um neben dem endgültigen Ergebnis auch zahlreiche Zwischenergebnisse, gespeicherte Größen und viele andere Werte darzustellen.

Das erfindungsgemäße Gerät wird vorzugsweise in Verbindung mit einem Fernsehempfänger betrieben und wird zu diesem Zweck an Videosignaleingangsanschlüsse, beispielsweise die Antennenanschlüsse, des Fernsehempfängers angeschlossen. Die in dem Direktzugriffsspeicher gespeicherten Daten werden dann sequentiell synchron mit der Abtastung des Fernsehempfängers aus dem Speicher gelesen, so daß für jede einzelne Stellung des Kathodenstrahls ein gewünschtes Videosignal erzeugt wird. In Abhängigkeit von einem besonderen darzustellenden Bild werden die Daten in vorgewählte Speicherplätze des Direktzugriffsspeichers geschrieben. Der Dateneinschreibvorgang erfolgt unter der Steuerung eines Mikroprozessors, der in einer solchen Weise programmiert ist, daß er die gespeicherten Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Zustand eines benutzergesteuerten Tastenfeldes ändert.

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1A eine typische Darstellung eines Spiels zusammen mit den zugehörigen Bildsymbolen, und zwar bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel die Darstellung eines Hockeyspiels,

F i g. 1B Tastenfelder zur Steuerung des Spiels und ein typisches Kalkulatortastenfeld mit gewissen Tasten, die zum Auswählen und Einstellen der Parameter eines Spiels dienen,

F i g. 2 ein allgemeines Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.3 ein ausführlicheres Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels,

F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Rasters,

F i g. 5A bis 5H schematische Darstellungen von Datenblöcken, die verschiedenen Drehpositionen von gewissen Bildsymbolen zugeordnet sind,

F i g. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung der Bewegungsrichtung eines sich fortwährend bewegenden Bildsymbols,

F i g. 7 ein zur Erläuterung dienender Abschnitt des Bildrasters und

Fig.8 ein Logikschaltbild einer als Block in der F i g. 3 dargestellten Steuerschaltung.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf ein besonderes Beispiel Bezug genommen. Die Bildsymbole, die auf dem Fernsehschirm erscheinen, werden Bildelemente genannt. Das Bildelement, das sich fortwährend bewegt, bis es von einem anderen Bildelement abgelenkt wird, wird als Ball bezeichnet, und zwar unabhängig davon, ob es sich um ein Tennis- oder Hockeyspiel handelt, oder ob unter dem fortlaufend beweglichen Bildelement beispielsweise eine Rakete od. dgl. verstanden werden soll. Die Bildelemente, die einen Ball abfangen und ablenken (oder abschießen), werden als Spieler bezeichnet, und zwar unabhängig davon, ob das Bildelement einem menschlichen Körper oder einem Gerät, wie einer Schaufel, einem Schläger oder einer Waffe, entspricht In ähnlicher Weise wird die Bezeichnung Torwächter benutzt, die nicht auf die besondere Funktion eines Torwächters beschränkt ist, sondern wie in den vorangegangenen Fällen einem auf dem Bildschirm dargestellten besonderen Bildelement zugeordnet ist.

In der Fig. IA ist ein typisches Bild dargestellt, das auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers erscheint. Die F i g. 1B zeigt die Tasten, die beim Spielen von den Benutzern betätigt werden. Zur Erläuterung wird ein

ίο Hockeyspiel herangezogen, da in diesem Spiel viele Bildelemente vorkommen, die auch in anderen Spielen zu finden sind. Der Bildschirm ist normalerweise schwarz, und die dargestellten Spiele erscheinen in weiß.

Die Grenze des Hockeyfeldes ist durch Linien 10 und 12 dargestellt. Die Unterbrechungen zwischen diesen beiden Linien deuten Tore 14 und 16 an. Jede Seite hat einen Spieler (Pl bzw. P2) und einen Torwächter (G 1 bzw. G 2). Der Ball oder Puck B erscheint in Form eines Kreuzes.

Mit dem Beginn des Spieles wird der Ball B in Bewegung gesetzt. Er bewegt sich dann auf einer vorbestimmten Bahn, bis er auf einen der Spieler P1 oder P 2, einen der Torwächter GX oder G 2 oder eine der Grenzlinien 10 oder 12 trifft. Beim Auftreffen auf einem dieser Bildelemente wird der Ball etwa mit seinem Einfallswinkel (oder irgendeinem anderen Winkel) abgelenkt und führt dann seine Bahnbewegung fort, bis er erneut von einem der Bildelemente abgefangen wird.

Die Benutzer haben die Möglichkeit, die Torwächter und die Spieler zu bewegen, so daß der Ball B abgefangen und in Richtung auf das gegnerische Tor gelenkt werden kann. Wenn der Ball B in das Tor 14 oder 16 eintritt, wird für die Gegenpartei in den durch Kästchen 17 bzw. 18 angedeuteten Bereichen ein Treffer registriert

Jeder Spieler betätigt seinen Torwächter und seinen Spieler mit Hilfe eines in der F i g. 1B dargestellten Kontroll- oder Steuertastenfeldes GCK 1 bzw. GCK 2. Jedes dieser Tastenfelder zur Steuerung des Spieles enthält acht Drucktasten, die in der gezeigten Weise angeordnet und mit den Bezeichnungen VU, VD, HL, HR, GU, GD, CW und CCW versehen sind. Wenn diese Tasten niedergedrückt sind, führt das zugeordnete Bildelement die aus der nachstehenden Tabelle hervorgehende Funktion aus.

Taste	Funktion
50 VU	Spieler bewegt sich senkrecht
	nach oben
VD	Spieler bewegt sich senkrecht
	nach unten
55 VL	Spieler bewegt sich horizontal
	nach links
VR	Spieler bewegt sich horizontal
	nach rechts
CW	Spieler dreht sich im Uhrzeigersinn
60 CCW	Spieler dreht sich im
	Gegenuhrzeigersinn
GU	Torwächter bewegt sich nach oben
GD	Torwächter bewegt sich nach unten

Mit jedem Tastenfeld kann man natürlich nur einen einzigen Spieler und einen einzigen Torwächter bewegen. Einen Spieler kann man in irgendeiner beliebigen Richtung auf dem Bildschirm bewegen, und zwar über

die gesamte durch die Grenzlinien 10 und 12 umrahmte Fläche. Weiterhin hat man die Möglichkeit, den Spieler zu drehen, um den Ablenkwinkel des Balls B zu ändern und damit die Bewegungsrichtung des Balles. Die Torwächter, die kleiner als die Spieler sein können, kann man bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nur in senkrechter Richtung bewegen.

Zusätzlich zu den beiden Tastenfeldern GCK1 und CCK 2 ist ein alphanumerisches Tastenfeld vorgesehen, das vierundzwanzig Tasten trägt, mit Zahlen, Buchstaben und sonstigen Bedeutungen, wie es in der F i g. 1 dargestellt ist. Das alphanumerische Tastenfeld 20 dient zum Aufbauen oder Einrichten des Spiels und kann auch zur Eingabe von Daten in einen Mikroverarbeiter verwendet werden, wenn die Anordnung als Kalkulator benutzt werden soil.

Bevor die genaue Arbeitsweise erläutert wird, soll kurz dargelegt werden, wie der Fernsehempfänger für das Hockeyspiel eingerichtet bzw. vorbereitet wird. Dabei wird unterstellt, daß die Anordnung die Möglichkeit bietet, drei Spiele (beispielsweise Hockey, Tennis und ein Spei mit bewegter Zielscheibe) zu spielen, oder daß die Anordnung als Kalkulator benutzt werden kann.

Nachdem das Bildsteuergerät an die VHF-Antennenanschlüsse eines Fernsehempfängers angeschlossen worden ist, wird das Gerät eingeschaltet und auf dem Tastenfeld 20 eine Rücksetz- oder Löschtaste (RESET) gedrückt, um das Fernsehbild zu löschen. Sobald das Fernsehbild verschwunden ist, erscheint auf dem Bildschirm ein Symbol, beispielsweise »G?«, das den Benutzer auffordert, die gewünschte Betriebsart anzugeben. Falls der Benutzer Hockey spielen möchte, drückt er beispielsweise die mit der Ziffer »1« versehene Taste. Dabei wird das Symbol »G?« entfernt, und auf dem Bildschirm erscheinen die Grenzlinien 10 und 14, die Spieler Pl und P2, die Torwächter G 1 und G2 sowie der Ball B, wie es in der F i g. IA dargestellt ist

Gleichzeitig mit dem Auftreten der Grenzlinien erscheint ein weiteres Symbol, beispielsweise »S?«, das den Benutzer daran erinnert, falls gewünscht, die Spielbedingungen festzulegen, beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit, die Spielzeit und die Grenzliniengröße. Zum Einstellen der Geschwindigkeit drückt der Benutzer, nachdem das Symbol »S?« erschienen ist, die Geschwindigkeitstaste (SPEED), woraufhin auf dem Bildschirm ein weiteres Symbol, beispielsweise »M?«, erscheint, das den Benutzer auffordert, beispielsweise eine der mit den Ziffern »0« bis »9« versehenen Tasten zu drücken, um zwischen zehn unterschiedlichen Geschwindigkeiten für den Ball, die Spieler und die Torwächter zu wählen. Mit Hilfe dieses Geschwindigkeitsfaktors kann man in Abhängigkeit von der Geschicklichkeit der Benutzer und bzw. oder der Größe des Fernsehbildschirms den Schwierigkeitsgrad bestimmen.

Nach der Auswahl der Geschwindigkeit erscheint wiederum das Symbol »S?«, um den Benutzer aufzufordern, durch Drücken einer Zeittaste (TIMER) die Spielzeit auszuwählen. Es erscheint dann ein Symbol »T?«, und mit Hilfe der Zifferntasten kann man die gewünschte Spielzeit in Minuten festlegen. Wenn man beispielsweise aufeinanderfolgend die Taste »1« und die Taste »2« drückt, erscheint auf dem Bildschirm in den Kästchen 22,23,24 und 25 die Angabe »12:00«.

Nachdem die Zeit eingegeben ist, erscheint das Symbol »S?« am oberen Rand der Darstellung, um bei den Benutzern anzufragen, ob sie für das Spiel bereit sind. Durch Niederdrücken einer Starttaste (START) kann dann das Spiel in Gang gesetzt werden. Dadurch werden die Benutzer in die Lage versetzt, mit Hilfe der Tastenfelder GCK 1 und GCK 2 die Spieler und die Torwächter zu bewegen. Gleichzeitig wird die in den Kästchen 22 bis 25 angezeigte Zeit verringert, und zwar mit einem Takt von einer Sekunde.

Ziel des Spiels ist es, wie bereits erwähnt, durch Bewegen der Spieler und der Torwächter den Ball B in das gegnerische Tor zu lenken. Der Ball B bewegt sich, bis ein Tor erzielt worden ist. Wenn sich der Ball über den Bildschirm bewegt, scheint er von den Spielern, den Torwächtern und den Grenzlinien wegzuspringen. Sobald ein Treffer erzielt ist, wird die Zeit automatisch angehalten. Durch Drücken einer Haltetaste (HOLD) kann man in ähnlicher Weise das gesamte Geschehen

is anhalten.

in der F i g. 2 ist ein Blockschaltbild dargestellt, dem man die grundsätzliche Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung entnehmen kann.

Damit man die Anordnung in Verbindung mit üblichen Fernsehempfängern verwenden kann, muß sie die üblichen horizontalen Synchron-Rücklauf- und Austastlmpulse und die üblichen vertikalen Synchron-, Rücklauf- und Austast-Impulse erzeugen, die mit der Videoinformation in der gleichen Weise verschachtelt sind, als ob das Signal von einem entfernten Fernsehempfänger erzeugt worden wäre. In den Vereinigten Staaten von Amerika weist das Fernsehraster 525 Horizontalzeilen auf, die mit einer Frequenz von 30 Hz wiederholt werden (in Wirklichkeit 262,5 miteinander verschachtelte Ungerad/Gerad-Zeilen mit einer Wiederholungsfrequenz von 60 Hz). Zum Abtasten von links nach rechts und zum Zurücklaufen zum Anfang der nächsten Zeile benötigt man für jede Horizontalzeile 62,5 Mikrosekunden. Am Ende jeder Horizontaizeile wird an den Empfänger ein horizontaler Rücklauf- und Austast-Impuls abgegeben, um den Empfänger für die nächste Zeile zu synchronisieren. Am Ende von 262,5 Zeilen befindet sich der Strahl am unteren Ende des Rasters, und es wird ein vertikaler Rücklauf- und Austast-Impuls ausgesendet, um den Strahl an das obere Ende des Rasters zu bringen. Wenn sich der Strahl horizontal von links nach rechts bewegt, existiert die aktive Bildfläche für etwa 53 Mikrosekunden.
Nach der Erfindung wird das übliche Fernsehraster dadurch digitalisiert, daß jede der horizontalen Ablaslperioden in eine Anzahl von Einzelperioden unterteilt wird. Jede Horizontalzeile wird somit in eine Anzahl von einzelnen Balken unterteilt Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird beispielsweise jede Horizon talzeile in etwa 132 Zeitelemente aufgeteilt von denen jedes 400 Nanosekunden dauert Während des Abtastens oder Überstreichens des Fernsehempfängers wird bei jedem der 400-Nanosekunden-ZeitintervaIle ein Binärsignal geliefert das einen HF-Träger moduliert und dem Empfänger mitteilt ob eine Erhellung stattfinden soll oder nicht Somit werden 132 Balken (oder Punkte) pro Horizontalzeile erzeugt

Die Anzahl der Balken ist nicht auf die hier genannte Anzahl beschränkt In der Praxis werden während des ungeraden und des geraden Halbbildes eines einzigen Rasters dieselben Balken abgetastet so daß man pro Raster ein Maximum von 34 650 Balken oder Einzelflächen erhält

Das in der Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild enthält einen Fernsehempfänger 30 und einen Direktzugriffspeicher 32 mit einer Vielzahl von einzelnen Speicherplätzen, die den einzelnen Balken des Fernsehrasters entsprechen. Wenn somit die Anzahl der Balken im Ra-

ster 34 650 beträgt, sind in dem Bild-Direktzugriffspeicher 32 wenigstens 34 650 einzelne Speicherplätze vorhanden. Da in Wirklichkeit nicht die gesamten Zeilen dargestellt werden, kommt man in der Praxis mit einer Speicherkapazität von 32 000 Zeichen aus.

In jedem der Speicherplätze des Speichers 32 mit direktem Zugriff ist eine binäre 1 oder eine binäre 0 gespeichert. Diese Bits entsprechen genau dem gewünschten Bild, das auf dem Fernsehschirm dargestellt werden soll. Den Direktzugriffspeicher 32 kann man daher als eine digitale Darstellung des tatsächlich wiedvrzugebenden Bildes betrachten.

Direktzugriffspeicher, die zur Verwendung für den Bild-Direktzugriffspeicher 32 geeignet sind, kann man im Handel erhalten. Erfolgreiche Versuche wurden mit vier Speichern vom Typ 4KxI (Intel 2107 series) durchgeführt. Der Einschreibvorgang und der Auslesevorgang erfolgt bei solchen Direktzugriffspeichern bitweise, und zwar mit einer sehr hohen Geschwindigkeit unter Verwendung einer ausgewählten Adresse. Zum selektiven Adressieren jedes einzelnen Speicherplatzes in dem Direktzugriffspeicher 32 ist eine Adressierschaltung 34 vorgesehen, mit deren Hilfe Daten zur Bilddarstellung aus dem Speicher 32 gelesen oder zur Veränderung der Bilddarstellung Daten eingeschrieben werden können.

Eine Fernseh-Schnittstellenschaltung 36 veranlaßt, daß die Adressierschaltung 34 alle Speicherplätze in dem Direktzugriffspeicher 32 aufeinanderfolgend abtastet, und liefert die erforderlichen horizontalen und vertikalen Synchronimpulse für den Empfänger 30. Die Fernseh-Schnittstellenschaltung 36 übersetzt somit die Vielzahl der Datenbits im Direktzugriffspeicher 32 in ein Videosignalgemisch, das mit dem Fernsehempfänger 30 kompatibel ist und es dem Fernsehempfänger 30 ermöglicht, das im Direktzugriffspeicher32 gespeicherte Bild wiederzugeben.

Eine Schreibsteuerschaltung 38 bietet die Möglichkeit, Daten in den Direktzugriffspeicher 32 zu schreiben, um das Bild auf dem Fernsehschirm zu ändern. Die Schreibsteuerschaltung 38 kann die Steuerung der Adressierschaltung 34 belegen, wenn immer es erwünscht ist, um die im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten auf den neuesten Stand zu bringen.

Für die Intelligenz der Anordnung sorgt ein Mikroprozessor 40, der in Verbindung mit einem Speicher arbeitet, der einen Festwertspeicher 42A und einen Direktzugriffspeicher 42ß enthält Der Mikroprozessor^ ruft fortwährend die Tastenfelder GCK1 und GCK 2 zur Spielsteuerung und das Kalkulatortastenfeld 20 auf, um festzustellen, ob es notwendig ist, die Torwächter, die Spieler oder den Ball zu bewegen, was von dem Niederdrücken der Tasten auf den Tastenfeldern GCK 1 oder GCK 2 abhängt, oder das Bild aufgrund des Niederdrückens einer Taste des Kalkulatortastenfeldes 20 zu modifizieren. Die Arbeitsweise des Mikroprozessors 40 erfolgt unter der Steuerung eines in dem Festwertspeicher 42/4 gespeicherten Programms. Falls irgendeine Taste niedergedrückt worden ist, die eine Änderung einer gerade bestehenden Bildelementposition erfordert, bestimmt der Mikroprozessor 40 in Verbindung mit einem gespeicherten Programm das darzustellende neue Bild und löscht dann mit Hilfe der Schreibsteuerschaltung 38 und der Adressierschaltung 34 das alte Bild im Bild-Direktzugriffspeicher 32 und ersetzt es an den geeigneten Speicherplätzen durch ein neues Bild.

Für den Mikroprozessor 40 kann man handelsübliche Einrichtungen verwenden. Gute Ergebnisse wurden mit einem Mikroprozessor der Intel Corporation vom Typ 8008-1 erzielt. Der verwendete Mikroprozessor muß in der Lage sein, die Bilddaten im Direklzugriffspeicher 32 so schnell zu verändern, daß das Bild für das menschliehe Auge wie eine kontinuierliche Darstellung erscheint. Der Intel-8008-Mikroprozessor hat beispiels weise eine Zykluszeit von 12,5 Mikrosekunden. Dies ist die Zeit, die erforderlich ist, um eine Instruktion zu empfangen und mit ihrer Ausführung zu beginnen. Bei dem

ίο dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor 40 so programmiert, daß er die Ballposition, die beiden Spielsteuertastenfelder, das Kalkulatortastenfeld und einen noch nicht beschriebenen Taktgeber aufruft. Unter der Annahme, daß Hockey gespielt wird, wobei der Aufrufzyklus in Anbetracht der beiden Torwächterverhältnismäßig lang ist, benötigt man etwa 100 Millisekunden, um die im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten auf den neuesten Stand zu bringen. Da ein einziges Fernsehvollbild 30 Millisekunden dauert, bedeutet dies, daß das Bild alle drei bis vier Vollbilder verändert wird. Dies ist für das menschliche Auge schnell genug, um Änderungen als kontinuierliche Bewegung zu empfinden. Höhere Geschwindigkeiten kann man mit einem Unterbrechungsprogramm (oder einem schnelleren Mikroprozessor) erzielen, wobei nur diejenigen Bildelemente aufgerufen werden, die eine Bedienung erfordern.

In der F i g. 3 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Gesamtanordnung dargestellt. Die horizontalen und die vertikalen Synchronimpulse werden von einem Fernsehsynchrongenerator 50 erzeugt, der von einem Haupttaktgeber 52 angesteuert wird. Der Taktgeber 52 liefert stabile Taktimpulse, die von dem Synchrongenerator 50 unterteilt werden, um übliche EIA(Electronic Industries Association)-Taktimpulse zu erzeugen, die man zur Fernsehübertragung benötigt, nämlich horizontale und vertikale Synchronimpulse, zusammengesetzte Synchronsignale, zusammengesetzte Austastsignale (Farbsynchronsignale) und Teilbildindexsignale.

Einrichtungen dieser Art sind handelsüblich, und es wurde beispielsweise ein »TV sync generator« MM5320 der National Semiconductors erfolgreich erprobt.

Die Videoinformation wird über Lesetore 54 aus dem Bild-Direktzugriffspeicher 32 ausgegeben. Das geeignete Videosignal wird von einem Videogenerator 56 erzeugt, der auf die Ausgangssignale des Fernsehsynchrongenerators 50 und der Lesetore 54 anspricht. Die Eingangssignale zum Videogenerator 56 enthalten somit alle erforderlichen Fernsehzeitsteuerungsimpulse und ein Binärsignal, das den gewünschten Zustand (Austasten oder Helltasten) des von dem Fernsehstrahl abgetasteten Balkens darstellt Der Videogenerator 56 summiert diese Signale, um ein Signalgemisch zu erhalten, das dann für einen ausgewählten Kanal mit einer geeigneten Trägerfrequenz moduliert wird. Dafür sollte man einen solchen Kanal verwenden, der im Empfangsgebiet des Fernsehempfängers nicht benutzt wird.

Zum richtigen Abtasten des Bild-Direktzugriff Speichers 32 ist es erforderlich, daß jedes Bit genau dann gelesen wird, wenn der Strahl der Fernsehröhre gerade den dem betreffenden Bit zugeordneten Balken des Rasters überstreicht. Zu diesem Zweck wird die Abtastung des Direktzugriffspeichers 32 von einem Horizontalzähler 58 und von einem Vertikalzähler 60 gesteuert die beide von einem Haupttaktgeber 62 angesteuert werden, der mit dem Taktgeber 52 synchronisiert ist. Wenn beispielsweise jede Horizontalzeile in 132 Balken oder Zeitelemente unterteilt ist, zählt der Zähler 58 in elei-

13 14

chen Inkrementen von 1 bis 132, wenn der Strahl eine gendeiner Zsit an den Eingabe/Ausgabe-Datenleitun-

Horizontalzeile überquert Der Übertrag vom Zähler 58 gen erscheint Diese Schaltungsanordnung arbeitet in

wird in den Vertikalzähler 60 gegeben, der in ähnlicher Abhängigkeit von dem besonderen benutzten Mikro-

Weise an seinen acht Ausgangsleitungen ein binäres prozessor ebenfalls in einer üblichen Weise und zeigt

Ausgangssignal liefert das anzeigt welche der 2623 5 beispielsweise den Periphergeräten an, ob ein besonde-

Horizontalzeilen gerade abgetastet wird. Die an den res Byte eine Adresse, eine Instruktion oder die Ausfüh-

Ausgängen der Zähler 58 und 60 auftretenden Binärzah- rung einer Instruktion darstellt

lengeben daher zu jedem beliebigen Zeitpunkt die hori- Weiterhin sei beispielshalber angenommen, daß ein

zontaie und die vertikale Adresse des gerade abgetaste- Benutzer auf einem Spielsteuertastenfeld eine Taste ge-

ten einzelnen Balkens an. Die Bezugnahme auf eine ic drückt hat die veranlaßt daß sich der Spielet P1 senk-

»Adresse« bedeutet hierbei ein eindeutiges Identifizie- recht nach oben bewegt Dazu ist es erforderlich, daß

rungsmerkmal für einen Balken oder ein Bildelement die im Bild-Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Da-

auf dem Fernsehbildschirm und damit den zugeordne- ten in einer solchen Weise modifiziert werden, daß die

ten Datenspeicherplatz im Direktzugriffspeicher 32 gegenwärtige Position des Spielers P1 gelöscht wird (in

Ein Adreßmultiplexer 64 empfängt die parallelen 15 die zugeordneten Bitspeicherplätze werden Nullen ge-

Ausgangssignale der Zähler 58 und 60 und erzeugt in lesen) und daß der Spieler Pi zu einer neuen Position

bekannter Weise eine 16-Bit-Binäradresse, die veran- bewegt wird, indem in die zugeordneten Speicherplätze

laßt daß der Datenwert von einem der Speicherplätze Einsen geschrieben werden. Wenn der Mikroprozessor

des Direktzugriffspeichers 32 ausgelesen wird. Der 40 das Spielsteuertastenfeld aufruft veranlaßt das Nie-

Adreßmultiplexer 64 ist ebenfalls ein handelsübliches 20 derdrücken der ausgewählten Taste, daß der Mikropro-

Gerät das man in Verbindung mit Direktzugriffspei- zessor unter der Steuerung des im Festwertspeicher

ehern verwenden kann, beispielsweise mit dem Bild-Di- 42A gespeicherten Programms mit Hilfe der Befehls-

rektzugriffspeicher 32, und dessen 16-Bit-Binärzahl verrisgelungsschartung 70 Zugriff zu einer Direktzu-

64 000 einzelne Bitspeicherplätze innerhalb des Direkt- grilffspeicher-Steuerschaltung 72 erlangt um die im Di-

Zugriffspeichers 32 adressieren kann. 25 rektzugriffspeicht ,■ 32 gespeicherte Darstellung zu an-

Da der Horizontalzähler 58 und der Vertikalzähler 60 dem. Wenn dies geschieht schaltet die Steuerschaltung

von dem Taktgeber 62 sequentiell weitergeschaltet wer- 72 den Eingang zum Adreßmultiplexer 64 von den Zäh-

den, werden die Daten aus dem Bild-Direktzugriffspei- lern 58 und 60 auf die Adreßverriegelungsschaltung 66,

eher 32 sequentiell ausgelesen, wobei jedes Bit zu einem in der die Startadresse des zu modifizierenden Teiis des

Zeitpunkt ausgelesen wird, wenn der Strahl des Fern- 30 Bildes gespeichert ist. Gleichzeitig werden die zu spei-

sehempfängers den diesem Bit zugeordneten Balken auf chexnden neuen Daten in der Eingabe/Ausgabe-Daten-

dem Fernsehrasttr überstreicht Die Darstellung auf vemegelungsschaltung 68 festgehalten, an die Schreib-

dem Fernsehempfänger stellt daher genau den Zustand tore 74 angeschlossen sind, die durch ein Schreibsignal

(wahr oder nicht wahr) der einzelnen Speicherelemente von der Steuerschaltung 72 freigegeben werden kön-

des Direktzugriffspeichers 32 dar. 35 nen. Der Bild-Direktzugriffspeicher 32 wird von einem

Eine auf die Taktimpulse des Taktgebers 52 anspre- Lesezyklus in einen Schreibzyklus umgeschaltet, wenn

chende Synchronlogikschaltung 63 steuert den Taktge- die neue, jetzt in der Eingabe/Ausgabe-Datenverriege-

ber 62 synchron mit diesen Grundtaktimpulsen an, so lungsschaltung 68 gespeicherte Bildinformation unter

daß die Ausgangssignale der Zähler 58 und 60 mit den der Steuerung der Adreßverriegelungsschaltung 66 in

vom Fernsehsynchrongenerator 50 erzeugten Taktim- 40 den richtigen Speicherplatz des Bild-Direktzugriffspei-

pulsen korreliert sind. Die Frequenz des Taktgebers 52 chers 32 transferiert wird. Bei jedem in den Direktzu-

(2,045 MHz) wird durch den Synchrongenerator 50 fest- griffspeicher 32 eingeschriebenen Datenbit verschiebt

gelegt Bei dieser Frequenz kann man seine Taktimpulse die Steuerschaltung 72 die Daten in der Datenverriege-

heranziehen, um den Zähler 58 anzusteuern (in diesem lungsschaitung 68 um eine Stelle und rückt die Adreß-

Fall isv der Taktgeber 62 unnötig). Ein Taktgeber 62 mit 45 vemegelungsschaltung 66 um eine Stelle weiter, so daß

einer höheren Frequenz ermöglicht allerdings eine grö- das nächste Dateinbit in den richtigen Speicherplatz gc-

ßere Auflösung des dargestellten Bildes, falls dies er- langt. Wie es noch an Hand der Fig.8 erläutert wird,

wünscht sein sollte. Die Synchronlogikschaltung 63 er- erhält die Steuerschaltung 72 Eingangssignale von der

zeugt auch die horizontalen und die vertikalen Rück- Datenverriegelungsschaltung 68 und von der Befehls-

setzimpulse für die Zähler 58 und 60 während der hori- 50 vemegelungsschaltung 70, um der Steuerschaltung 72

zontalen und vertikalen Strahlrückführung. Der Zähler mitzuteilen, wieviele Bits für jede Instruktion einge-

58 ist daher zu Beginn jeder Zeile in geeigneter Weise schrieben werden müssen.

zurückgesetzt, und der Vertikalzähler 60 wird beim Be- Da der Mikroprozessor die Steuerung des BiId-Di-

ginn jedes Halbbildes oder Teilbildes zurückgesetzt. rektzugriffspeichers 32 übernimmt immer wenn es er-

Wie es bereits in Verbindung mit der F i g. 2 erwähnt 55 wünscht ist Daten in den Direktzugriffspeicher zu wurde, veranlaßt der programmierte Mikroprczessor schreiben, kann am Bildschirm während des Schreibzy-40, daß das Videobild durch geeignetes Modifizieren der klus ein kaum merkbares Flackern auftreten. Falls dieim Bild-Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten ses Flackern störend ist, kann man die Gesamtanordverändert wird. Nach der Darstellung der F i g. 3 weist nung derart treffen, daß der Schreibzyklus nur während der Mikroprozessor 40 acht Datenausgangsleitungen 60 des horizontalen oder des vertikalen Rücklaufes statt- D₀ bis D₇ und drei Synchronisierleitungen S₀, Si und S₂ findet. In diesem Fall wird die Bilddarstellung (während auf. Der Mikroprozessor 40 enthält acht Eingabe/Aus- des Lesens des Bild-Direktzugriffspeichers 32) nicht begäbe-Datenleitungen, die mit dem Festwertspeicher einträchtigt.

42/4. dem Direktzugriffspeicher 42ß und drei Verriege- Wie es noch im einzelnen erläutert wird, arbeitet der lungsschaltungen 66,68 und 70 verbunden sind. Eine auf 65 Mikroprozessor 40 unter der Steuerung eines Prodie Synchronsignale Sb, St und S2 ansprechende Logik- gramms, und zwar eines Rechnerprogramms, das im schaltung 71 erzeugt geeignete Takt- und Befehlssigna- Festwertspeicher 42A gespeichert ist. In welcher Weise Ie, die die Natur eines 8-Bit-Byte darstellen, das zu ir- die Programmierung des Mikroprozessors 40 tatsäch-

üch vorgenommen wird, ist hier unwesentlich. Allerdings soll bemerkt werden, daß die Anordnung in unterschiedlicher Weise programmiert werden kann und daß damit Vorteile verbunden sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ruft oder tastet der Mikroprozessor jedes Systemelement ab, aas eine Modifikation des existierenden Bildes bewirken kann. Für den Fall eines Spiels umfassen diese Elemente den Ball B, die beiden Spielsteuertastenfelder GCK1 und GCK 2, das Kalkulatortastenfeld 20 und den internen Taktgeber, der während eines Spiels in Abständen von jeweils einer Sekunde die Spielzeit vermindert

Damit der Mikroprozessor 40 das Bild in Abhängigkeit von den relativen Positionen der Spieler PX und PX der Torwächter Gi und G2 sowie des Balles B modifizieren kann, führt die Anordnung Buch über die augenblicklichen Positionen von jedem dieser bewegbaren Bildelemente. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bild dadurch modifiziert, daß in den Bild-Direktzugriffspeicher 32 acht (oder weniger) vertikal gestapelte Datenbytes aus acht Bits (oder weniger) geschrieben werden. Diese Datenbytes werden auch als Datenblock bezeichnet Die X- und y-Koordinaten des Fernsehschirms sind willkürlich derart ausgewählt, daß sie von links nach rechts und von oben nach unten in positiver Richtung zunehmen, wie es in der Fi g. 4 dargestellt ist, die schematisch den Speicherplatz der oberen linken Ecke des Direktzugriffspeichers 32 zeigt. Als Adresse irgendeines ausgewählten Datenblocks wird die horizontale und die vertikale Adresse des oberen linken Bit in dem betreffenden Datenblock angesehen. Bei der Darstellung nach der Fig.4 hat der gezeigte Datenblock die Adresse (0,0).

Wie es bereits erwähnt wurde, kann man jeden der Spieler PX und P 2 im Uhrzeigersinn oder im Gegen-Uhrzeigersinn drehen. Diese Möglichkeit der Drehbewegung wird dadurch erreicht daß die möglichen Drehstellungen von jedem der Spieler in dem Festwertspeicher 42/4 gespeichert sind. Diese Winkel- oder Drehpositionen sind in den Fig.5A bis 5H dargestellt Jede dieser Figuren ist eine schematische Darstellung eines in dem Festwertspeicher 42Λ gespeicherten Datenblocks. Die schwarzen Balken repräsentieren eine binäre 1 und die hellen Balken eine binäre 0. Der einer senkrechten Spielerstellung entsprechende Rotationscode ist in der F i g. 5A gezeigt. In den folgenden Darstellungen nach den F i g. 5B bis 5H nimmt die Drehposition des Spielers um jeweils 22,5° zu, wobei die den dargestellten Datenblocks zugeordneten Winkel in der Zeichnung angegeben sind. Die F i g. 5A bis 5H zeigen im wesentlichen das Spielerbiid, wie es für den Betrachter auf dem Bildschirm erscheint. Bei diesem besonderen Beispiel mit acht verschiedenen Rotationscodes ist es möglich, jeden der Spieler PX und Pl schrittweise um 22,5° in der einen oder in der anderen Richtung zu drehen. Die Winkelauflösung und die Anzahl der Drehpositionen sind eine Funktion von der Anzahl der Balken pro Raster. Die dargestellten Rotationsinkremente werden bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bevorzugt, sind aber nicht bindend. eo

Zum Durchführen eines Spiels lädt der Mikroprozessor 40 für jeden Spieler die folgende Information in den Direktzugriffspeicher 42ß (wenn das Spiel aufgebaut oder eingerichtet wird):

65

Laufende X-Adresse
Laufende K-Adresse
Rotationscode (ein zweiziffriger Code, der angibt, welche -.{on den F i g. 5A bis 5H der Drehposition des Spielers entspricht)

Für die Torwächter werden die laufende X-Adresse (die konstant bleibt) und die laufende V^--Adresse in den Direktzugriffspeicher 42S gegeben. Das Wort »laufend« ist in diesem Zusammenhang auf die Adresse des dann darzustellenden Bildelements bezogen bzw. auf den zugehörigen Datenblock.

Darüber hinaus muß der Rechner die laufende X- und die laufende V-Adresse des Balls speichern. Beim Ball gibt es noch weitere Daten, die gespeichert werden müssen. Dabei handelt es sich hier um die X- und V-BaIlinkremente.

Es wird bevorzugt daß der Ball auf dem Bildschirm in Bewegung bleibt sobald mit einem Spiel begonnen worden ist Der Ball soll von den Grenzlinien des auf dem Schirm dargestellten Spielfeldes und von jedem einzelnen der Spieler und der Torwächter abgelenkt werden, wenn diese von dem Ball getroffen werden. Da das dargestellte Bild durch die Zuordnung von einzelnen Balken zu allen Bildschirmstellen digitalisiert ist muß der Ball in Schritten oder Inkrementen bewegt werden, die von der Größe der Balken abhängen. Es wird willkürlich angenommen, daß der Ball in Horizontalrichtung oder in Vertikalrichtung zu einem Zeitpunkt um jeweils zwei Balken bewegt wird. Bei horizontalbewegtem Ball führt somit der Ball während jedes Aufrufzyklus einen Sprung von zwei Balken aus. Wenn die Aufrufzyklen beispielsweise zwischen 100 und 250 Millisekunden dauern, integriert das menschliche Auge die Bewegung des Balls, so daß der Ball eine kontinuierliche Bewegung auszuführen scheint.

In der F i g. 6 sind für die verschiedenen Ballbewegungsrichtungen die Ballinkremente dargestellt. Wenn sich der Ball längs der ,Y-Achse von links nach rechts bewegt hat das X-Bewegungsinkrement einen Wert von +2 und das V-Bewegungsinkrement einen Wert von 0. Wenn sich der Ball unter einem Winkel von + 22,5° bewegt, beträgt das ΛΓ-Inkrement +2 und das V-Inkrement — 1. Bei einer Bewegungsrichtung von + 45° hat das X-Inkrement einen Wert von +2 und das K-Inkrement einen Wert von —2.

Durch Speichern dieser X- und V-Inkremente der Ballbewegungen führt der Mikroprozessor 40 Buch über die laufende Richtung, in der sich der Ball B bewegt, und über die laufende Adresse des Balls.

Die Programmierung des Mikroprozessors kann meistenteils unter Anwendung der üblichen Programmierverfahren erfolgen. Die Verfahren, die es den Spielern PX und P 2 ermöglichen, sich entweder in der einen oder der anderen Richtung zu drehen, und der zu modifizierende Ablenkwinkel des Balls sind allerdings zusätzliche Maßnahmen nach der Erfindung. Im folgenden werden die verschiedenen, sequentiell auftretenden Mikroprozessorfunktionen erläutert, und zwar für den Fall eines Hockeyspiels. Bei der Beschreibung der verschiedenartigen Funktionen sind aber zahlreiche Einzelschritte weggelassen, die von einem Fachmann ohne weiteres angegeben und vollzogen werden können.

Lösch-Routine (Löschtaste »Reset« gedruckt)

a. Lösche Fernsehbildschirm durch Einschreiben von Nullen in alle Speicherplätze des Direktzugriffspeichers 32.

b. Stelle »G?« auf dem Bildschirm dar. Der Benutzer hat jetzt die Option, den Kalkulator, Hockey, Tennis oder das Spiel mit der beweg-

ten Zielscheibe auszuwählen,
c. Rufe Einleitungs-Routine.

Einleitungs-Routine

(Annahme: »Hockey«-Taste gedrückt)

a. Setze »Masken« (welche Tasten benutzt werden sollen und welche Elemente aufgerufen werden sollen). Speichere »Masken« im Direktzugriffspeicher 42Ä

b. Stelle Spielfeldgrenzen (beispielsweise durch Einschreiben einer Reihe von im Festwertspeicher 42.4 gespeicherten horizontalen und vertikalen Symbolen in den Direktzugriffspeicher) bei vorbestimmten Adressen dar (ebenfalls im Festwertspeicher 42Λ gespeichert).

c. Stelle Spieler Pl und P 2 in Anfangsposition dar.

d. Stelle Torwächter G 1 und G 2 in Anfangsposition dar.

e. Stelle Ball B in Anfangsposition dar.

f. Rufe Parameter-Subroutine (um das Spiel zu beginnen).

g. Stelle Ergebnis dar (am Anfang Nullen),
h. Springe zur Aufruf-Routine.

Die Symbole für die Spieler, die Torwächter und den Ball sind im Festwertspeicher 42Λ als Datenblöcke gespeichert Während der Einleitungs-Subroutine zieht der Mikroprozessor diese Symbole aus dem Festwertspeicher 42,4 heraus und transferiert sie sequentiell zum Bild-Direktzugriffspeicher 32, und zwar zu zugeordneten Adressen, die einer gewünschten Anfangsposition entsprechen. Die Anfangsposition der verschiedenartigen Elemente kann beispielsweise den in der Fig. IA gezeigten ausgezogenen Linien entsprechen. Dieser Abschnitt der Einleitungs-Subroutine unterscheidet sich im allgemeinen für jedes Spiel und hängt von der Anzahl der dargestellten Grenzlinien, der A nzahl der zu benutzenden Spieler und der Verwendung von Torwächtern ab. Der folgende Abschnitt der Einleitungs-Subroutine ist allen drei Spielen gemeinsam.

Parameter-Subroutine

A. Stelle »S ?« dar.

B. 1st Start-Taste gedrückt?

i. Ja— Kehre zur Einleitungs-Routine zurück,
ii. Nein —

a. Ist Zeit-Taste gedrückt?

i. Ja — Wähle zwei numberische Ziffern.

ii. Nein — Überprüfe Geschwindigkeits-Taste.

b. Ist Geschwindigkeits-Taste gedrückt?
i. Ja— Hole Geschwindigkeitsfaktor.

Nachdem die Einleitungs-Routine beendet ist, erscheint das gesamte Bild zusammen mit der gewählten Zeit, die in Ein-Sekunden-Abständen dekrementiert wird, auf dem Fernsehbildschirm, und die Spieler und Torwächter sind bereit, um unter der Steuerung der Spielsteuertastenfelder GCK X und GCK 2 bewegt zu werden.

Die Aufruf-Routine benutzt eine Anzahl von getrennten Subroutinen für die einzelnen Elemente, die aufgerufen werden sollen.

Die in der Aufruf-Routine benutzte Aufruf-Maske enthält ein einziges Byte an Information mit Bitpositionen, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dem Süieler PX. dem Spieler P2. den Torwächtern, dem Spiel mit bewegtem Ziel, dem Ball und dem Takt- oder Zeitgeber entsprechen. Diese Maske wurde während der Einleitungs-Routine gesetzt und im Direktzugriffspeicher 42fi gespeichert Diese Aufruf-Maske bestimmt die Einheiten oder Elemente, die aufgerufen werden sollen. Für das alphanumerische Tastenfeld ist kein Bit vorgesehen, da das Tastenfeld immer aufgerufen wird. Beim Hockeyspiel werden alle Elemente mit Ausnahme des bewegten Ziels aufgerufen. Die Aufruf-Routine ist wie folgt:

Aufruf-Routine

A. Lade Aufruf-Maske (transferiere Maskenbyte vom Direktzugriffspeicher 42B zum Mikroprozessor 40).

B. RufeSpieler-Pl-Subroutine.
C Rufe Spieler-/» 2-Subr outine.

D. RufeTorwächter-Subroutine.

E. (Rufe Bewegtziel· Subroutine — beim Hockeyspiel nicht benutzt).

F. Rufe Ball-Subroutine.

G. (Rufe Kalkulator-Subroutine — beim Hockeyspiel nicht benutzt).

H. Hole Geschwindigkeitsfaktor (vom Direktzugriffspeicner42£fjl

I. Verzögere Aufrufzyklus in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsfaktor.

Die Subroutinen für die beiden Spieler PX und P2 sind gleich. Der Einfachheit halber werden im folgenden lediglich die Subroutine für den Spieler P1 und für den Ball erläutert Die Bezugnahme auf eine Adresse betrifft die Adresse eines Datenblocks. Die »Laufende Adresse« identifiziert die Position eines Bildelements (d.h. den dieses Bitelement enthaltenden Datenblock), das gerade auf dem Fernsehschirm dargestellt wird.

Für jedes der Spielsteuertastenfelder wird während eines Aufrufzyklus ein 8-Bit-Byte von Dateninformation erzeugt, die den Zustand der verschiedenen Spielsteuertasten anzeigt. Das Vorhandensein einer binären 1 an irgendeiner Bitposition des Spielsteuerstatusbyte kann die folgenden Befehle darstellen:

Bitposition

Befehl

0 Spielernach rechts — inkrementiere

Horizontaladresse um 2

so 1 Spieler nach links — dekrementiere

Horizontaladresse um 2

2 Spieler nach unten — inkrementiere
Vertikaladresse um 2

3 Spieler nach oben — dekrementiere
Vertikaladresse um 2

4 Spieler im Uhrzeigersinn —
inkrementiere Rotationscode um 1

5 Spieler im Gegenuhrzeigersinn —
dekrementiere Rotationscode um 1

6 Torwächter nach unten — inkrementiere

Vertikaiadresse um 2

7 Torwächter nach oben — dekrementiere

Vertikaladresse um 2

Spieler-/³1-Subroutine

A. Hole GCK 1-Status(wie oben erläutert).

B. Lade die laufende horizontale und vertikale Adresse

von Pi (d.h. transferiere Adresse vom Direktzugriffspeicher 42Äzum Mikroprozessor-Register).

C. Berechne neue X- und y-Adresse von P1 (falls notwendig) und halte sie im Mikroprozessor,

D. Überprüfe Grenzwerte der Abgrenzungslinien.

E. Lade laufenden P1-Rotationscode (d. h. transferiere den Code vom Direktzugriffspeichör 42ß zu einem M i kroprozessor- Register).

F. Berechne neuen P1-Rotationscode (falls notwendig) nach einer Tabelle und halte ihn im Mikroprozessor zurück.

G. Stelle Spieler Pi bei der neuen X- und y-Adresse mit der dem neuen Rotationscode entsprechenden neuen Drehposition dar.

Die Darstellung des Spielers PX (und der anderen bewegbaren Bildelemente) erfordert das Löschen des laufenden P !-Bildes auf dem Fernsehschirm und die Speicherung des neuen Bildelements. Weite~hin müssen die laufenden -Y-und V-Adressen und Rotationscodes im Direktzugriffspeicher 42ß auf den neuesten Stand gebracht werden, so daß sie den neuesten Adressen und dem neuesten Rotationscode entsprechen. Die laufenden Adreßdaten werden vor der Darstellung nicht gelöscht, so daß der Mikroprozessor in der Lage ist, das im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherte Bild auf den neuesten Stand zu bringen, indem in die laufende Adresse Nullen geschrieben werden. Diese Bitfunktion und die Bitfunktionen für alle darzustellenden Gegenstände, ob ortsfest oder bewegbar, erfolgt unter der Steuerung einer noch zu beschreibenden Anzeige-Subroutine. Zunächst wird die Ball-Subroutine erläutert.

Ball-Subroutine

A. Lade die laufende horizontale und vertikale Adresse des Balls SfW₈und V_B).

B. Lade laufende horizontale und vertikale Ballinkremente (ΔΗβ und Δ Vs).

C. Berechne neue Balladresse (H_n und V_n) und neue Ballinkremente und halte sie im Mikroprozessor.

i. H_n=Hb + ΔΗβ

ii. V_n=

D. Rufe Ballablenk-Subroutine.

E. Ü berprüfe Grenzwerte der Abgrenzungslinien.

F. Stelle Ballposition dar (die neue Ballposition ist im Direktzugriffspeicher 42B und wird nicht bis zum nächsten Aufrufzyklus dargestellt).

Falls der Ball weder von einem Spieler, noch von einem Torwächter oder einer Grenzlinie abgelenkt wird, behält er seine Bewegungsrichtung bei, die durch seine X- und y-lnkremente dargestellt ist Falls der Ball auf irgendeinem der Spieler oder der Torwächter aufzutreffen scheint, muß der Mikrorechner dieses Ereignis voraussagen und eine Änderung der Ballinkremente verursachen, so daß es aussieht, daß der Ball von dem

SiiuciciiiciU, äüi uciil ei äüiifini, üfiicf ciüciVi bcSüiiiiii-

ten vorgegebenen Winkel abgelenkt wird. Die Ballablenk-Subroutine, die gerufen wird, nachdem die neue Balladresse berechnet worden ist, gestattet einen Vergleich der berechneten Ballposition mit der Position der Spieler Pi und P 2 sowie der Torwächter G1 und Gl. Weiterhin nimmt die Ballablenk-Subroutine den Vergleich der BallDosition mit den beiden Toren vor und sorgt für eine entsprechende Ergebnisanzeige, falls der Ball in irgendeines der beiden Tore gelangt.

Nach der Ballablenk-Subroutine kehrt der Mikrorechner zur Ball-Subroutine zurück und vergleicht die Ballposition mit den Begrenzungslinien. Dies kann in einfacher Weise geschehen, da die Adressen der Begrenzungslinien feste horizontale (oder vertikale) Werte sind. Wenn entweder die horizontale oder die vertikale Adresse des Balls gleich einem horizontalen oder vertikalen Grenzwert der Begrenzungslinie ist, kann man das Bild des Balls in einfacher Weise dadurch ablenken, daß das horizontale (Χ)οάζτ das vertikale (Y) Ballinkrement komplementiert wird. Diese neuen Inkremente werden dann in der Form des laufenden Ballrotationscode in den Direktzugriffspeicher 42ß gegeben.

Wenn beispielsweise die Ballinkremente X = + 2 und Y = — 1 sind (entsprechend einer Richtung von 22,5°) und wenn die (vertikale) K-Adresse des Balls gleich dem K-Wert der oberen horizontalen Begrenzungslinie ist, werden die Ballinkremente in X = +2 und Y = +1 geändert, so daß es aussieht, als ob die obere horizontale Begrenzungslinie den Ball unter einem Winkel von —223° ablenken würde. Falls der Ball auf eine vertikale Abgrenzungslinie trifft, wird das Λ-Inkrement komplementiert

Nachdem die Grenzwerte der Begrenzungslinien überprüft worden sind, wird die neue Ballposition angezeigt
Während der Baälablenk-Subroutine ist es erforder-Hch, den Ball gegenüber den Positionen (Adressen) der beiden Spieler, der beiden Torwächter und der beiden Tore zu überprüfen. Die laufenden Positionen der Spieler und der Torwächter sind immer im Direktzugriffspeicher 425 gespeichert. Die Adressen der beiden Tore sind im Festwertspeicher 42A gespeichert Das folgende ist ein Flußdiagramm für die Ballablenk-Subroutine, um die Ballposition in bezug auf die Position des ersten Spielers zu überprüfen. Für den zweiten Spieler P 2 und die beiden Torwächter wird im wesentlichen ein gleiches Verfahren angewandt. Das Programm trifft grundsätzlich auch für die beiden Tore zu, obwohl es beim Erzielen eines Treffers notwendig ist, das Ergebnis auf den neuesten Stand zu bringen und die Ballbewegung sowie den Zeitgeber anzuhalten.

Ballablenk-Subroutine

A. Vergleiche laufende Pi-Position mit den beabsichtigten neuen Ballpositionen (überlagert der Balldatenblock einen neuen P 1-Datenblock).

i. Wenn nein, kehre zum Schritt A zurück und überprüfe das nächste Bildelement,
ii. Wenn ja, lade den laufenden Pi-Winkelpositionscode (vom Direktzugriffspeicher 42ß zum Mikrorechner).

iii. Bestimme die neuen horizontalen und vertikalen Ballinkremente.

iv. Speichere die neuen Ballinkremente im Datenzugriffspeicher 42Ä
v. Kehre zur Ball-Subroutine zurück.

Um das Vorhandensein einer Notwendigkeit einer Ballablenkbewegung zu bestimmen, werden die Datenblöcke miteinander verglichen, die den Spieler P1 und den Ball darstellen (anstelle eines nur die Adressen in Betracht ziehenden Vergleiches). In der F i g. 7 ist beispielsweise ein Datenblock gezeigt, der den Spieler P1 darstellt (unabhängig von der DrehDosition des SDie-

lers). Der durch einen 3 χ 3-DatenbIock dargestellte Ball B überlagert den Datenblock des Spielers für jede der in der F i g. 7 dargestellten vier Positionen und auch in jeder Zwischenposition. Da die X- und V-Adressen der Datenblöcke sowohl vom Spieler als auch vom Ball bekannt sind, kann man die Grenzwerte dieses Überlagerungszustands als Funktion der betreffenden Adressen berechnen, um zu ermitteln, ob eine Ballablenkung erforderlich ist.

Die Bestimmung der neuen horizontalen und vertikalen Ballinkremente kann in mannigfacher Weise erfolgen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestimmt der Mikrorechner die neuen Ballinkremente in Übereinstimmung mit der Winkel- oder Drehposition des Spielers nach einer Inkrement-Tabelle. Ein Beispiel für eine solche Tabelle zum Aufsuchen von Inkrementen ist im folgenden dargestellt, wobei eine Ballbewegung von rechts nach links angenommen wird. Aus der F i g. 6 gehen die Bezugswinkel für die Drehposition der Spieler und auch die Bewegungsrichtung des Balles für die in der Tabelle aufgeführten Inkremente hervor.

Inkrement-Tabelle	Neue Ballinkremente	Y	0	Ballablenk
Winkelposition	X	+ 1	winkel
des Spielers	+ 2	+ 2	0°
90°	+ 2	+ 2	-22,5°
67,5°	+ 2	±2	-45°
45°	+ 1	-2	-67,5°
22,5°	0	-2	±90°
0°	+ 1	-1	+ 67,5°
-22,5°	+ 2		+45°
-45°	+ 2	+ 22,5°
-67,5°

Wenn sich der Ball von links nach rechts bewegt, sind die in der Tabelle zusammengestellten Inkremente zu komplementieren, um die neuen Ballinkremente zu erhalten. Das Vorzeichen des laufenden AWnkrements zeigt an, ob sich der Ball von rechts nach links oder von links nach rechts bewegt Ein positives Vorzeichen bedeutet eine Bewegung von links nach rechts.

Es kann erwünscht sein, daß das erste Inkrement einer Ballbewegung nach einer Ablenkung größer als das normale Inkrement ist. Dies verursacht einen angenehmen visuellen Effekt auf dem Bildschirm und stellt gleichzeitig sicher, daß der Ball aus dem Bereich eines Spielers bewegt wird, um sicherzustellen, daß nach dem ersten inkrementalen Ablenkschritt der Datenblock des Balls den Datenblock des Spielers nicht mehr überlagert. Dies kann bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hilfreich sein, bei dem eine tatsächliche Koinzidenz von Ball und Spieler nicht stattfindet, sondern vorausberechnet wird, wobei die Ballablenkung beim nächsten Aufrufzyklus stattfindet Anders als bei den übrigen Bildelementen stellt beim Ball die im Direktzugriffspeicher 42ß gespeicherte laufende Inkrementinformation die Ballrichtung dar, die beim nächsten Aufrufzyklus angezeigt bzw. dargestellt wird.

In den vorangegangenen Flußdiagrammen wurde das Wort »Darstellung« bzw. »Anzeige« benutzt, um anzugeben, daß Daten in dem Bild-Direktzugriffspeicher 32 auf den neuesten Stand gebracht worden sind. Immer wenn Daten in den Bild-Direktzugriffspeicher 32 geschrieben werden, geschieht dies unter der Steuerung der Programmausrüstung des Mikroprozessors nach einer Anzeige- oder Bild-Routine. Die Anzeige-Routine bestimmt, ob das darzustellende Zeichen ein statisches Zeichen (d. h. ein Zeichen, das sich nicht bewegen kann, beispielsweise ein Kalkulatorsymbol) oder ein dynamisches Zeichen (beispielsweise Spieler, Torwächter und Ball) ist. Falls ein Bildelement ein dynamisches Zeichen ist, muß die Anzeige-Routine veranlassen, daß das laufende Bildelement gelöscht wird, bevor das neue Bildelement in den Direktzugriffspeicher 32 eingeschrieben wird. Bei einem dynamischen Zeichen ist es auch erforderlich, die neue Adresse in dem Direktdatenzugriffspeicher 425 zu speichern.

Alle statischen und dynamischen Symbole, die auf dem Fernsehschirm angezeigt oder dargestellt werden können, sind als ein Datenblock im Festwertspeicher 42/4 des Mikroprozessors gespeichert Diese Bildsymbole enthalten die verschiedenartigen möglichen Drehpositionen von jedem der Spieler. Jedem dieser Bildsymbole ist ein Elementcode zugeordnet, und die Symbole werden mit Hilfe des Elementcode adressiert.

Wenn ein im Direktzugriffspeicher 32 gespeichertes Element durch einen Elementcode zum Zugriff herangezogen wird, der anzeigt, daß es sich bei dem Symbol um ein statisches Symbol handelt, springt der Mikrorechner zu einer Fernsehausgabe-Subroutine, die veranlaßt, daß Daten in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben werden. Die Fernsehausgabe-Subroutine liefert die horizontalen und vertikalen Startadressen eines einzuschreibenden Datenblocks, die Anzahl der einzuschreibenden Bits und den Startbefehl. Beim Einschreiben eines Datenblocks in den Direktzugriffspeicher 32 werden bis zu acht aufeinanderfolgende Datenbytes geschrieben. Das 8-Bit-Wort oder 8-Bit-Byte wird in eine Horizontalzeile geschrieben, und die Vertikaladresse wird, nachdem jedes Byte eingeschrieben worden ist, um einen Schritt inkrementiert Bei dem Ball besteht der Datenblock aus 3-Bit-Wörtern.

Bei einem dynamischen Zeichen wird das laufende Element zunächst gelöscht, und zwar dadurch, daß Nullen in den Datenblock geschrieben werden, der dem Direktzugriffspeicher 32 der laufenden Elementposition entspricht Die neue horizontale und vertikale Adresse (und Inkrementdaten im Falle des Balls) werden im Direktzugriffspeicher 425 gespeichert Der Mikroprozessor springt dann zur Fernsehausgabe-Subroutine, wobei für den Fall des Balls die Anzahl von Bits und die Anzahl von Bytes gleich 3 ist Im allgemeinen benötigt man etwa 1 Millisekunde, um einen 8-Byte-Datenblock in den Direktzugriffsipeicher 32 zu schreiben.

In der F i g. 8 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Logikschaltungen dargestellt, die die Direktzugriffspeicher-Steuerschaltung 72 (Fig.3) enthalten. Die Steuerschaltung 72 erzeugt die Steuersignale, die zum Einschreiben von Daten in den Bild-Direktzugriffspeicher 32 erforderlich sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Daten während eines horizontalen oder eines vertikalen Rücklaufimpulses in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben, falls das leichte Flackern als störend empfunden werden mag, das auftritt, wenn die Daten unter Unterbrechung der Ausleseabtastung in den Direktzugriffspeicher geschrieben werden. Die F i g. 8 zeigt eine Logikschaltung, die das Schreiben von Daten nur während einer Rücklaufperiode gestattet, um das angesprochene Problem zu vermeiden.

Wenn Daten in den Direktzugriffspeicher 32 eingeschrieben werden sollen, erzeugt der Mikroprozessor 40 an den Leitungen Do bis Eh der Eingabe/Ausgabe-Leitungen einen Befehl, der zum Setzen eines vierstufi-

gen Zählers 90 dient, wenn der Zähler durch ein Signal an einer Leitung 91 freigegeben ist. Das Signal an der Leitung 91 wird von der Befehlsverriegelungsschaltung 70(Fi g. 3) abgeleitet, wenn die Daten an den Leitungen Dn bis Z>j zum Setzen des Zählers 90 benutzt werden sollen.

Der Zähler 90 spricht auf die Taktimpulse des Taktgebers 52 an und kann bis 15 zählen, wenn er anfangs auf 0 zurückgesetzt ist. In diesem Fall wechselt das niedrigstwertige Bit achtmal von 0 nach 1 für jeweils 16 Taktimpulse. Falls der Zähler anfangs über die Leitungen Do bis Di auf eine höhere Zahl gesetzt ist, wird der Zähler durch entsprechend weniger Stufen geschaltet und das niedrigstwertige Bit ändert seinen Zustand nicht so oft Das niedrigstwertige Bit kann man somit heranziehen, is um die Anzahl der Bits zu steuern, die in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben (oder aus ihm gelesen) werden sollen.

Das niedrigstwertige Bit vom Ausgang des Zählers 90 wird dem einen Eingang eines UND-Glieds 92 zügeführt. Das andere Eingangssignal des UND-Glieds 92 wird vom Setzausgang eines Flipflop 94 abgenommen, das von der Befehlsverriegelungsschaltung 70 (F i g. 3) ein Direktzugriffspeicher-Schreibsignal erhält.

Das Flipflop 94 und zwei weitere in der F i g. 8 dargestellte Flipflops sind Synchroneinrichtungen mit einem Setz- und einem Rücksetzeingang S und R, mit denen man das Flipflop in einen von seinen beiden möglichen Zuständen schalten kann. Die Flipflops können ihren Zustand aber nur ändern, wenn an einem Freigabeeingang Cein Taktimpuls auftritt. Diese Taktimpulse stammen ebenfalls von dem Taktgeber 52 (F i g. 3).

Wenn am Setzeingang des Flipflop 94 ein Direktzugriffspeicher-Schreibimpuls erscheint ändert das Flipflop 94 beim Auftreten des nächsten Taktimpulses B vom Taktgeber 52 seinen Zustand und erzeugt ein Besct/t-Signal, das dem anderen Eingang des UND-Glieds 92 zugeführt wird. Der Zähler 90, der auf die Taktimpulse B anspricht, ändert beim Empfang von jedem Taktimpuls den Zustand seines niedrigstwertigen Bit Das UND-Glied 92 wird daher beim Empfang von abwechselnden Taktimpulsen vom Taktgeber 52 geöffnet wenn an der Besetzt-Leitung des Flipflop 94 ein hohes Potential anliegt Das Ausgangssignai vom UND-Glied 92 wird direkt dem Direktzugriffspeicher 32 zugeführt, um diesen in den Schreibmodus zu bringen. Weiterhin wird es den Schreibtoren 74 (F i g. 3) zugeführt falls, wie es für das beschriebene Ausführungsbeispiel zutrifft, das Schreiben mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Lesen vorgenommen wird, und es daher erforderlich ist, für den Schreibvorgang zu einem niedrigeren Geschwindigkeitstakt umzuschalten. Wie es bereits erwähnt wurde, hängen die Anzahl der Impulse vom UND-Glied 92 und damit die Anzahl von Bits, die in den Direktzugriff speicher 32 geschrieben werden sollen, von dem in den Zähler 90 über die Leitungen A) bis D3 eingegebenen Anfangszählzustand ab.

Die Ausgangsimpulse des UND-Glieds 92 kann man noch benutzen, um die Adreßverriegelungsschaltung 66 (F i g. 3) zu inkrementieren, wenn aufeinanderfolgende Bits in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben werden. Dies kann man erreichen, indem man den Ausgang des UND-Glieds 92 mit einem Umkehrglied 93 verbindet dessen Ausgang auf einem hohen Potential liegt wenn das niedrigstwertige Bit des Zählers 90 tief ist wobei die Anzahl der Impulse vom Anfangszählzustand des Zählers 90 abhängt Das niedrigstwertige Bit des Zählers 90 bewirkt somit abwechselnd das Einschreiben von Daten und das Weiterschalten der Adreßverriegelungsschaltung bei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen.

Falls es erwünscht ist, nur während einer Rücklaufperiode der Abtastung zu schreiben, wird das von dem Fernsehsynchrongenerator 50 (F i g. 3) erzeugte zusammengesetzte Austastsignal einem NAND-Glied 98 zugeführt Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 98 dient als Freigabesignal für ein UND-Glied 100, dessen anderem Eingang über ein ODER-Glied 103 das Besetzt-Signal vom Flipflop 94 zugeführt wird. Der andere Eingang des NAND-Glieds 98 ist an den Setzausgang eines Flipflop 96 angeschlossen. Das Flipflop 96 wird durch einen Befehl vom Mikroprpzessor gesetzt, wenn es erwünscht ist, nur während der Austastperiode zu schreiben. Bei dem Ausgangssignal des NAND-Glieds 98 handelt es sich somit um eine Reihe von Freigabeimpulsen während jeder Austastperiode des Videoempfängers, und zwar unter der Voraussetzung, daß ein geeigneter Befehl, nur während der Austastung zu schreiben, das Flipflop 96 gesetzt hat. Beim Ausgangssignal des UND-Glieds 100, das unter der Steuerung des Mikroprozessors 40 während des Schreibvorgangs den Adreßmultiplexer 64 (Fig.3) ansteuert, handelt es sich somit um eine Reihe von Impulsen, die nur auftreten, wenn der Fernsehschirm ausgetastet ist. Demzufolge findet das Einschreiben nur während einer Austastperiode statt, so daß das Bild des Fernsehempfängers durch irgendein Flackern nicht unterbrochen wird. Die Notwendigkeit, auf eine Austastperiode zu warten, setzt allerdings die Geschwindigkeit herab, mit der man das dargestellte Bild ändern kann.

Normalerweise werden bei Abwesenheit eines Schreibsignals von der Direktzugriffspeicher-Steuerlogikschaltung Daten aus dem Direktzugriffspeicher 32 gelesen. In einigen Fällen, insbesondere bei Verwendung der Kalkulatorbetriebsart, kann es für den Mikroprozessor erwünscht sein, die Daten zu lesen, die im Direktzugriffspeicher 32 gespeichert sind. Dazu ist ein drittes Flipflop 102 vorgesehen, das vom Mikroprozessor durch einen Direktzugriffspeicher-Leseimpuls gesetzt wird, der anzeigt daß der Rechner Daten zu lesen wünscht, die im Direktzugriffspeicher 32 gespeichert sind. Der Setzausgang des Flipfiop 102 ist über das ODER-Glied 103 mit dem Freigabeeingang eines UND-Giieds 104 verbunden. Der andere Eingang des UND-Glieds 104 dient zum Anlegen eines Befehlsimpulses vom Mikroprozessor, der nach einem dann am Ausgang des UND-Glieds 104 auftretenden Lese/Schreib-Status des Direktzugriffspeichers anfragt.

Die Grundprinzipien der Erfindung können sehr leicht auf verschiedene Arten von Spielen angewendet werden, wobei viele der oben beschriebenen Subroutinen verwendet werden können. Beim Tennisspiel kann man beispielsweise die Torwächter weglassen, die Tore über die gesamten vertikalen Begrenzungslinien ausdehnen und den Bewegungsspielraum der Spieler auf jeweils das halbe Spielfeld begrenzen. Diese Bedingungen werden während der Einleitungs-Subroutine aufgestellt

Bei einer Art eines Spiels mit beweglichem Ziel wird der das Schießen ausübende Spieler automatisch in eine Zone 1 oder eine Zone 2 gebracht, und zwar in Abhängigkeit davon, welches Spielsteuertastenfeld verwendet wird. Ein Ball, der sich nur in einer vertikalen Richtung bewegen kann, ist an dem schießenden Spieler angebracht und bewegt sich zusammen mit ihm in die betreffende Zone. Nach Abruf durch den schießenden Spieler wird in der entgegengesetzten Zone ein Ziel freigege-

ben. Das Ziel kommt wahllos entweder zur Rechten oder zur Linken des Schützen. Es wandert dann mit einer wahllosen Geschwindigkeit und einem wahllosen Winkel hinüber zur anderen Seite. Das Ziel kann auch während seines Fluges eine wahllose Wendung ausführen. Der Schütze muß die Flugbahn des Zieles abschätzen und dann zum richtigen Augenblick den Ball freigeben, und zwar so, daß das Ziel vom Ball getroffen wird. Der Schütze kann sich vertikal bewegen und vor dem Schießen irgendeinen der möglichen Winkel einnehmen. Der freigegebene Ball bewegt sich stets mit einer gleichförmigen konstanten Geschwindigkeit. Falls das Ziel getroffen wird, verschmilzt der Ball mit dem Ziel. Bei einem Fehlschuß wandern Ball und Ziel über die Bildfläche des Fernsehschirms hinaus. Das nächste Ziel kann is dann abgerufen werden.

Die Erfindung wurde an Hand eines Schwarz-Weiß-Fernsehempfängers erläutert, wobei jedem Balken des Fernsehrasters ein einziges Speicherbit zugeordnet ist. Es sind daher nur zwei Zustände möglich, nämlich Helltastung oder Dunkeltastung. Wenn man jedem der Balken des Rasters zwei Datenspeicherplätze zuordnet, erhält man für jeden Balken vier mögliche Zustände. Man kann daher Grautöne einstellen oder im Falle eines Farbfernsehers eine Farbe auswählen.

Der während der Einleitungs-Subroutine ausgewählte Geschwindigkeitsfaktor stellt die Bewegungsgeschwindigkeit der dynamischen Bildelemente ein, indem die Länge des Aufrufzyklus verändert wird. Wenn es erwünscht ist, kann man das Tastenfeld mit einer manueilen Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuertaste für den Ball versehen. Auf diese Weise ist es möglich, die horizontalen und vertikalen Ballinkremente zu vergrößern oder zu verkleinern, um den Ball zu beschleunigen oder zu verzögern.

Anstatt der Verwendung von einzelnen Tasten kann man zur Steuerung der Bewegung der Spieler und der Torwächter auch einen Steuerknüppel verwenden.

Weiterhin kann man, sofern es erwünscht ist, unter Verwendung einer Programmsteuerung einen hörbaren Ton erzeugen, wenn der Ball von einem Spieler, einem Torwächter oder einer Begrenzungslinie abgelenkt wird. Dazu kann man beispielsweise der Ball-Routine eine Subroutine überlagern, mit deren Hilfe die Töne erzeugt werden können, wenn eine Ablenkung festgestellt wird. Der Ton wird über die VHF-Anschlüsse des Empfängers eingegeben und vom Tonteil des Empfängers erzeugt.

Da die Wiedergabe der verschiedenen Elemente der Steuerung eines Rechnerprogramms unterliegt, gibt es viele Möglichkeiten, um die Bewegung der dynamischen Bildelemente zu modifizieren. Die Geschwindigkeit des Balls kann man beispielsweise automatisch erhöhen oder herabsetzen, und zwar in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Ablenkwinkel. Beim Tennis kann man beispielsweise einen Faktor einführen, der das Auftreffen des Balles simuliert Dazu kann man den Ball kurz anhalten oder einen Ton erzeugen. Der rückschlagende Spieler muß dann vor dem zweiten Auftreffen den Ball erreichen. Ein Netz kann man dadurch simulieren, daß in der Mitte des Spielfeldes ein sich senkrecht bewegendes Ziel vorgesehen wird, das sich abwechselnd nach oben und unten bewegt. Die Idee dabei ist, daß die Spieler ein Treffen des Ziels vermeiden, da sonst ein Punktverlust auftritt.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß man das Gerät auch für andere Spiele als diejenigen benutzen kann, für die das Gerät ursprünglich ausgelegt wurde. Dies kann durch die Verwendung von geeigneten Programmen geschehen. Die Programminstruktionen für andere Spiele können beispielsweise in Festwertspeichern enthalten sein, die als modulare Einsteckeinheiten ausgebildet sein können. Wenn daher neue Spiele entwickelt werden, kann der Besitzer der Grundanordnung neue Programme hinzukaufen, und damit die Kapazität seiner Anlage steigern.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Gerät zum Durchführen von Spielen durch Darstellen und Manipulieren vorgeschriebener Bildelemente auf dem Schirm einer Bildröhre, wobei wenigstens eines der vorgeschriebenen Bildelemente einen Spieler darstellt, der unter der Steuerung des Gerätebenutzers bewegbar ist, und zur Änderung der Spiele austauschbare Geräteteile vorgesehen sind, enthaltend

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Taktsignals zum Synchronisieren der Bildröhre,
eine Spiel-Steuereinrichtung mit einer manuell betätigbaren Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, das zum Bewegen des auf dem Bildröhrenschirm darzustellenden Spieier-Bildelements dient, und

eine Videosignal-Erzeugungseinrichtung, die ansprechend auf das Taktsignal, das von der Spiel-Steuereinrichtung gelieferte Steuersignal und bereitgestellte, den vorgeschriebenen Bildelementen entsprechende Bildelementsignale ein der Bildröhre zugeführtes, die Bildelemente darstellendes Videosignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Videosignal-Erzeugungseinrichtung eine Datenprozessoreinrichtung (40) einschließlich einer Speichereinrichtung (42A 42B) zum Speichern der den vorgeschriebenen Bildelementen entsprechenden Bildelementsignalen aufweist und daß die Speichereinrichtung einen austauschbaren Festwertspeicher {42A) enthält, in welchem Spielprogramminstruktionen gespeichert sind, so daß durch Austauschen des austauschbaren Festwertspeiches verschiedene Spiele mit dem Gerät durchgeführt werden können.

2. Gerät nach Anspruch 1 zur Verwendung mit einem die Bildröhre enthaltenden Fernsehempfänger einschließlich von Videosignaleingangsanschlüssen und Einrichtungen zum Abtasten der Bildröhre mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet,

daß eines der Bildelemente einen Ball (B) darstellt, der sich für wenigstens eine gewisse Zeitperiode auf dem Bild fortlaufend bewegen soll,
daß in der Datenprozessor-Speichereinrichtung (42/4, 42B) Daten gespeichert sind, die in der Horizontal- und in der Vertikalrichtung vorgewählten Ballbewegungsinkrementen entsprechen, wobei diese Ballbewegungsinkremente unterschiedliche vorgewählte Winkelrichtungen für das Ballbildelement (B) definieren und in vorgewählten Anzahlen von Bildbereichen gemessen werden, und
daß die Videosignal-Erzeugungseinrichtung (32, 34, 36,38) ferner enthält:

einen Direktzugriffsspeicher (32) mit einer Vielzahl von einzelnen digitalen Speicherplätzen, von denen jeder Speicherplatz einem vorgewählten Bildbereich der Bildröhre entspricht, eine Einrichtung (3S) zum selektiven Einschreiben digitaler Daten in ausgewählte Speicherplätze, deren Auswahl derart getroffen ist, daß sie einem auf dem Bildschirm darzustellenden vorbestimmten Bild entsprechen, eine Einrichtung (34, 54) zum sequentiellen Lesen von gespeicherten Daten aus den Speicherplätzen mit der vorbestimmten Abtastgeschwindigkeit, wobei jeder Speicherplatz im wesentlichen gerade dann ausgelesen wird, wenn der diesem Speicherplatz entsprechende vorbestimmte Bildbereich auf dem Bildschirm abgetastet wird, und

eine auf die sequentielle Leseeinrichtung ansprechende Einrichtung (36) zum Erzeugen eines Videosignals, das zum Anlegen an die Videosignaleingangsanschlüsse des Fernsehempfängers geeignet ist

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenprozessoreinrichtung (40) derart ausgebildet ist, daß sie vor dem Einschreiben des Ballbildelements in den Direktzugriffsspeicher (32) bei einer von den Inkrementen abhängigen neuen Adresse das derzeit im Speicher (32) gespeicherte Ballbildelement löscht

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

daß die manuell betätigbare Einrichtung (GCK 1, GCK 2) eine erste manuelle Vorrichtung (VU, VD, HL, HR) zum Bewegen des Spielerbildelements (P 1, P 2) in horizontaler und senkrechter Richtung aufweist und

daß die Datenprozessoreinrichtung (40) enthält: eine auf die erste manuelle Vorrichtung (VU. VD, HL, HR) ansprechende Einrichtung zum Löschen des im Speicher (32) gespeicherten Spielerbildelements und

eine Einrichtung zum Einschreiben des Spielerbildelements bei einer einer vorbestimmten neuen Position entsprechenden neuen Adresse des Speichers (32).

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenprozessoreinrichtung (40) enthält: eine Einrichtung zum Vergleichen der Positionen der Spieler- und Ballbildelemente und eine auf den Vergleich ansprechende Einrichtung zum Modifizieren der vorgewählten Inkremenlc zwecks Änderung der Bewegungsrichtung des Ballbildelements.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die manuell betätigbare Einrichtung (GCK 1, GCK 2) eine zweite manuelle Vorrichtung (CW, CCW) zum Drehen des Spielerbildelemenis (Pl, P 2) aufweist und

daß in der Datenprozessorspeichereinrichtung (42/4, 42B) eine Vielzahl von zusätzlichen Spielerbildelementen mit unterschiedlichen Rotationspositionen gespeichert sind, und

daß eine auf die Betätigung der zweiten manuellen Vorrichtung (CW, CCW) ansprechende Einrichtung vorhanden ist, die das in dem Direktzugriffsspeicher (32) gespeicherte Spielerbildelement durch ein vorgewähltes Element der zusätzlichen Bildspielerelemente ersetzt.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Modifizieren der vorgewählten Inkremente auf die Rotationsposition des Spielerbildelements anspricht.

S. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (96), die die Einrichtung (38) zum selektiven Einschreiben nur während einer Horizontal- oder Vertikalaustastperiode beim Abtasten des Fernsehempfängers freigibt.

9. Gerät nach Anspruch 1 zur Verwendung mit einem die Bildröhre enthaltenden Fernsehempfänger einschließlich von Videosignaleingangsanschlüs-

sen und Einrichtungen zum Abtasten der Bildröhre mil einer vorbestimmten Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignal-Erzeugungseinrichtung (32,34,36,38) enthält:
einen Direktzugriffsspeicher (32) mit einer Vielzahl von einzelnen digitalen Speicherplätzen, von denen jeder einem vorgewählten Bildbereich der Bildröhre entspricht,

eine auf die Spielsteuereinrichtung (20) und die Datenprozessoreinrichtung (40) ansprechende Eini :chtung (3S) zum selektiven Einschreiben von einem der vorgeschriebenen Bildelemente in ausgewählte Speicherplätze, deren Auswahl derart getroffen ist, daß sie einem au! dem Bildschirm darzustellenden vorbestimmten Bild entsprechen,
eine Einrichtung (34, 54) zum sequentiellen Lesen von gespeicherten Daten aus den Speicherplätzen mit der vorbestimmten Abtastgeschwindigkeit, wobei jeder Speicherplatz im wesentlichen gerade dann gelesen wird, wenn der diesem Speicherplatz entsprechende vorbestimmte Bildbereich auf dem Bildschirm abgetastet wird, und

eine auf die sequentielle Leseeinrichtung ansprechende Einrichtung (38) zum Erzeugen eines Videosignals, das zum Anlegen an die Videosignaleingangsanschlüsse des Fernsehempfängers (30) geeignet ist, und d_aß die Datenprozessoreinrichtung (40) enthält:

eine auf die manuell betätigbare Einrichtung (GCK 1, CCK 2) ansprechende Einrichtung zum Löschen des in dem Direktzugriffsspeicher (32) gespeicherten Spielerbildelements und
eine Einrichtung zum Einschreiben des Spielerbildelements bei einer einer vorbestimmten neuen Position entsprechenden neuen Adresse des Direktzugriffsspeichers (32).

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Spielsteuereinrichtung (20) eine zweite manuelle Vorrichtung (CW, CCW) zum Steuern der Drehbewegung des Spielerbildelements aufweist,
daß in der Datenprozessor-Speichereinrichtung (42Λ, 42B) eine Vielzahl von zusätzlichen Spielerbildelementen mit unterschiedlichen Drehpositionen gespeichert sind und

daß auf die Betätigung der zweiten manuellen Vorrichtung (CW, CCW) ansprechende Einrichtung die in dem Direktzugriffsspeicher (32) gespeicherten Spielerbildelemente durch ein ausgewähltes Element der zusätzlichen Spielerbildelemente ersetzt.

11. Gerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (96), die die Einrichtung (38) zum selektiven Einschreiben nur während einer Horizontal- oder Vertikalaustastperiode beim Abtasten des Fernsehempfängers (30) freigibt.

12. Gerät nach Anspruch 1 zum Durchführen von Spielen durch Darstellen und Manipulieren von Spieler- und Ballbildelementen auf dem Schirm der Bildröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignal-Erzeugungseinrichtung (32,34,36,38) enthält: eine erste Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein in einer ersten Richtung ausgerichtetes geradliniges Spielerbildelement darstellt,

eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein Ballbildelement darstellt, und
eine auf die Spielsteuereinrichtung ansprechende Einrichtung, die veranlaßt, daß die erste Einrichtung ein Videosignal erzeugt, das das Spielerbildelement derart gedreht darstellt, daß es in einer zweiten, von der ersten unterschiedlichen Richtung ausgerichtet ist

13. Gerät nach Anspruch 1 zum Durchführen von Spieien durch Darstellen und Manipulieren von Spieler- und Ballbildelementen auf dem Schirm der Bildröhre, dadurch gekennzeichnet, daß das Ballbildelement eine kontinuierliche Bewegung ausführt und von dem manuell steuerbaren

ι ο Spielerbildelement abgelenkt wird, daß die manuell betätigbare Einrichtung (GCKi, GCK 2) eine Vorrichtung (VU, VD, HL, HR) zum linearen Bewegen des Spielerbildelements sowie eine Vorrichtung (CW, CCW) zum Drehen des Spielerbildelements aufweist und

daß die Videosignal-Erzeugungseinrichtung (32, 34, 36,38) enthält:

eine erste Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignais, das ein Spielerbildelement darstellt, eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein Ballbildelement darstellt, und eine auf die manuell betätigbare Einrichtung (GCK 1, GCK 2) ansprechende Einrichtung, die veranlaßt, daß die zweite Einrichtung ein Videosignal erzeugt, das das in einer von mehreren vorgewählten Richtungen abgelenkte Ballbildelement darstellt.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zuletzt genannte Einrichtung von der scheinbaren Drehposition des Spielerbildelemems abhängt

15. Gerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine auf die manuell betreibbare Spielsteuereinrichtung (20) ansprechende Einrichtung, die veranlaßt, daß die erste Einrichtung ein Videosignal erzeugt, das das Spielerbildelement so darstellt, daß es in einer zweiten Richtung liegt, die sich gegenüber der ersten Richtung unterscheidet.