DE2828786C3 - Vorrichtung zum Erzeugen mehrerer sich bewegender Gegenstande auf einem Bildschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen mehrerer sich bewegender Gegenstände auf einem Bildschirm, welcher in aufeinanderfolgenden Bildern in wi Abhängigkeit von waagerechten und senkrechten Synchronisierungssignalen durch einen den Bildschirm in einer Vielzahl waagerechter Zeilen bestreichenden Bildstrahl abtastbar ist, und mehrere von Hand betätigbare, /iir Vorgabe der Bewegung der Gegenstän- tde dienende Steuercingänge für mehrere Spieler aufweist, wobei diese Vorrichtung insbesondere für Bildschirm-Unterhaltungsspiele geeignet ist.

Ein Beispiel eines Systems, welches gestattet, Gegenstandsbilder entsprechend den von einer Bedienungsperson vorgegebenen Steuersignalen auf dem Bildschirm einer Sichtanzeigeröhre zu bewegen, ist aus der am 19. 2. 1974 erteilten US-PS 37 93 483 mit dem Titel »Video Image Control System for Amubement Device« (»Bildsteuerungssystem für Unterhaltungsgerät«) der Anmelderin bekannt'ln dieser US-PS ist für jeden dargestellten Gegenstand eine getrennte Bewegungszählungs- oder Vergleicherschaltung vorgesehen.

Ein weiteres bekanntes System ist in der deutschen Patentanmeldung P 27 32 4385 (A. T. 18. 7. 1977) der Anmelderin mit dem Titel »Verfahren zum Erzeugen mehrerer sich bewegender Gegenstände auf einem Bildschirm« beschrieben. Bei dem in dieser weiteren Anmeldung beschriebenen Bildschirmspiel handelt es sich um das Spiel einer Panzerschlacht, welches von bis zu acht Spielern gleichzeitig gespielt werden kann, wobei jedem Spieler jeweils ein einziger Panzer zugeordnet wird. Aufgrund der großen Anzahl von Gegenständen und der verhältnismäßig verwickelten Bewegung der Panzer wird bei diesem bekannten System ein waagerechter Speicher verwendet, der in irgendeiner seiner 256 waagerechten Speicherstellen einen Gegenstandsidentifizierungskode enthält. Das tatsächliche, auf dem Bildschirm erscheinende Bild wird vermittels eines zugeordneten Grafikgenerators mit Bildspeicher erzeugt, welche auf den Gegenstandskode ansprechen.

In dieser vorgenannten weiteren Patentanmeldung ist auf die Nachteile anderer Lösungen hingewiesen.

Durch die Erfindung soll nunmehr eine verbesserte Vorrichtung zum Erzeugen mehrerer sich bewegender Gegenstände auf einem Bildschirm geschaffen werden, welche eine optimale Anzeige von vier bis acht Gegenständen auf dem Bildschirm erbringt.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Vorrichtung vom eingangs genannten Typ ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mehrere, jeweils einem Gegenstand zugeordnete, zum Einspeisen von Bildwerten in den Bildstrahl dienende Grafikgeneratoren, mehrere, jeweils einem Gegenstand entsprechende waagerechte und senkrechte Zcilenspeicher, wobei jeder waagerechte Zeilenspcicher eine jedem Auflösungselement der waagerechten Zeile entsprechende Anzahl von Bitstellen, und jeder senkrechte Zeilenspeicher eine der Gesamtzahl waagerechter Abtastzeilen entsprechende Anzahl von Speicherstellen aufweist, und durch Einrichtungen zum Verbinden jedes waagerechten und senkrechten Zeilenspeichers mit dem einem einzelnen Gegenstand zugeordneten Grafikgenerator, welche zur Ansteuerung des Grafikgenerators zur Ausbildung eines Bildes auf die Koinzidenz von Bits beider Speicher ansprechbar sind.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung bilden den Gegenstand der Unteransprüche 2 — 5.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im nachfolgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bildschirmspiels aus der Sicht eines Spielers,

F i g. 2 ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, zur Darstellung der Sleucreingängc für einen Spieler, und

F i g. 3 ein Blockschaltbild der crfindungsgcmäßcn Vorrichtung.

In Fig. 1 ist stark schematisiert die Vorderseite des Spielschranks eines Bildschirmspiels dargestellt, welches als COPS N' ROBBERS (Warenzeichen von Atari, Inc.; zu deutsch etwa »Räuber und Gendarm«) bezeichnet ist. Jedem Spieler sind zwei der dargestellten Steuerorgane 11a bis Wd zugeordnet, welche einen entsprechenden Wagen 12a—12c/auf einem Bildschirm 10 steuern, der eine Stadtstraße befährt Wie aus F ig. 2 ersichtlich, sind jedem Spieler ein Fußpedal 13 zur Vorgabe 6er Fahrgeschwindigkeit seines Wagens entlang der Straße und ein Pistolengriff 14 zugeordnet, welcher zur Vorgabe der Winkelausrichtung eines aus dem Fenster des Wagens herausragenden Gewehrs 15 dient. Vermittels eines an dem oberen Ende des Pistolengriffs 14 angeordneten Druckknopfs 16 (F i g. 2) wird das Gewehr abgefeuert, wobei auf dem Bildschirm simulierte Kugeln 16a bis 16c/erscheinen. Wenn ein sich gegenüber befindlicher Wagen von den Kugeln getroffen wird, fällt dieser nach unten zum unteren Ende der Straße und verschwindet vom Bildschirm. Durch erneutes Niederdrücken des Fußpedals 13 erscheint der Wagen dann von neuem und ist bereit, den anderen Wagen »abzuschießen«. Die Wagen 12a und 126 auf der linken Seite des Bildschirms sind den »Gendarmen« zugeordnet, während die Wagen 12c und 12c/ auf der rechten Seite den »Räubern« zugeordnet sind. Ein in der Straßenmitte zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Straßenseiten auf und ab fahrender Bierwagen 18 bietet Deckung und fordert das Zeitgefühl und die Genauigkeit bei der Betätigung der Steuerorgane duich die Spieler heraus.

Das in Fig. 3 dargestellte Blockschaltbild der gesamten Schaltung der Vorrichtung umfaßt den Bildschirm 10 und ist durch einen Rechner oder Mikroprozessor 21 in Abhängigkeit von Spieler-Steuereingängen 11 gesteuert. Das Spielformat ist typischerweise in einem dem Rechner 21 zugeordneten Festwertspeicher gespeichert. Ein dem Rechner 21 zugeordneter (oder in vielen Fällen auch einen integralen Bestandteil desselben bildender) Synchronisierungsgenerator 22 liefert waagerechte und senkrechte Adressierungs- oder Synchronisierungsimpulse und außerdem eine Anzeige der senkrechten Riicklaufzeit und ist über eine Steuerleitung 23 mit dem Rechner 21 und einer Schalteinheit 24 verbunden.

Der Rechner 21 ermittelt an Hand der Spieler-Steuereingänge Lagenänderungen aller vier Gegenstände, welche in diesem Falle aus dem Wagen 12a bis 12rfund den Kugeln 16a bis 16c/bestehen. Diese »Dateninformation« der waagerechten und senkrechten Lage der Gegenstände wird an die Schalteinheit 24 angelegt und dient in dieser zum Adressieren senkrechter Zeilenspeicher 26i_n und waagerechter Zeilenspeiche- 27|_/v. Markierungen (»Einsen«) werden in die Speicher an den den waagerechten und senkrechten Stellen jedes Gegenstands entsprechenden Speicherstellen eingeschrieben. Durch Einstellung der entsprechenden Zahl benachbarter Markierungen läßt sich die Größe des Koinzidenzfensters (wie z. B. der etwa rechteckigen Umrisse der Wagen 12.) ϊΆ,μ oder, mit anderen Worten, die Größe des Gegenstands verändern. Die waagerechten und senkrechten Speicher 26, 27 werden dann in zeitlicher Koinzidenz gesteuert durch ilen Synchronisicrungsgenerator 22, /ur zeitlichen Dekodierung der waagerechten und senkrechten Koinzidenzfenster mit dem Elektronenstrahl des Bildschrims 10 gelesen.

Für jeden unabhängigen Gegenstand ist ein Paar

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waagerechter und senkrechter Speicher erforderlich. Diese Speicher bestehen typischerweise aus Arbeitsspeichern oder Schieberegistern. Es handelt sich dabei um Zeilenspeicher, deren Anzahl von Bitspeicherstellen der gewünschten Anzahl von Auflösungselementen entspricht. So wird beispielsweise durch jeden waagerechten Speicher 27 die waagerechte Zeile in 512 Auflösungselemente unterteilt, und jeder senkrechte Speicher 26 weist 256 Bitspeicherstellen auf, welche natürlich der Gesamtzahl der waagerechten Abtasizeilen außerhalb der senkrechten Synchronisierung entsprechen. Bei der Zahl 256 handelt es sich natürlich um die typische Zeilenzahl für ein Bildschirmbild.

Zusammenfassend läßt sich nunmehr darlegen, daß der Rechner 21 auf Zeitteilungsbasis für jeden Gegenstand 1, 2, ...N in Abhängigkeit von einem Spieler-Steuereingangssignal entscheidet, wo ein Gegenstand im nächsten Bild erscheinen soll, und ein Datenbit »1« in den waagerechten und in den senkrechten Speicher eingibt, um die Daten an der entsprechenden Stelle zur Sichtanzeige zu bringen. Das ist insbesondere durch Punkt 28 auf dem Bildschirm 10 angedeutet, welcher der Binärzahl in den Speichern 26i und 27] entspricht. Diese Darstellung ist natürlich stark vereinfacht. In der Praxis wird zur Sichtanzeige eines Wagens 12a eine ausreichend große Anzahl von Markierungen im Speicher 26 gespeichert, um die Länge des Wagens anzugeben und somit die senkrechte Lage des Koinzidenzfensters vorzugeben. Die Fortbewegung des Wagens in senkrechter Richtung erfolgt durch einfache Verschiebung der senkrechten Markierungen. Da die Wagen 12"in waagerechter Richtung ihre Lage nicht verändern, wird die Leistungsfähigkeit der waagerechten Speicher nicht voll ausgenutzt.

Der Bildinhalt des Gegenstands wird durch die Grafikgeneratoren 29i_n und die diesen zugeordneten Bildspeicher 3Oi - /ν vorgegeben. Diese sind mit den zugeordneten senkrechten und waagerechten Speichern 26 und 27 über die UND-Gatter 31 gekoppelt. So spricht beispielsweise das UND-Gatter31i auf die Bits I in den senkrechten und waagerechten Speichern 26| bzw. 27| an und aktiviert den zugeordneten Grafikgenerator 29|, so daß in der Bildleitung 32t die tatsächlichen Bilddaten erzeugt werden. Die Ausgangsleitungen der UND-Gatter stellen das waagerechte und senkrechte Koinzidenzfenster dar, in welchem der Gegenstand durch Grafikgenerator 29 und Bildspeicher 30 erscheint. In der Praxis besteht der Grafikgenerator 29 aus waagerechten und senkrechten Zählern mit Eingängen für 15 MHz und waagerechten Synchronisierungstaktimpulsen. Diese Zähler werden durch das UND-Gatter 31 angesteuert und ermöglichen, gesteuert durch den Rechner 21, den Zugriff zu den Bilddaten im Bildspeicher 30. Da senkrechter und waagerechter Speicher 26, 27 die waagerechte und senkrechte Größe des darzustellenden Gegenstands vorgeben, ist die Logik des Grafikgenerators sehr vereinfacht.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung ist kurz wie folgt. Bei Anwendung der in Fig. 3 im Blockschaltbild dargestellten Schaltung auf das Bildschirmspiel von Fig. 1 entsprechen die Gegenstände 1 bis 4 typischerweise den Wagen 12a bis 12c/. und die Gegenstände 5 bis 8 entsprechen den von den Gewehlen 15 in den Wagen ausgehenden Kugeln 16. Der Gegenstand »Wagen« schließt das Gewehr 15 in einer seiner sieben Winkelausrichtungen ein.

)ede Winkelansrichtung ist im zugeordneten Bildspeicher 30 gespeichert, und die jeweilige Winkclausrich-

tung wird von diesem Bildspeicher durch einen entsprechenden Befehl von dem Rechner oder Mikroprozessor 21 abgerufen. Bei einer Betriebsweise bildet die binäre 1, d.h. die Markierungsdaten von senkrechtem und waagerechtem-Speicher das Koinzidenzfenster für den darzustellenden Gegenstand wie z. B. einen Wagen.

Zur Ausbildung der Gegenstände »Kugeln«, die nur aus einzelnen bits (oder einem einzigen Auflösungselemenl) bestehen können, lassen sich die binären Einsen im waagerechten und senkrechten Speicher verwenden, wobei der Grafikgenerator oder der Bildspeicher nicht erforderlich sind.

Während des senkrechten Rücklaufs werden der senkrechte und waagerechte Speicher 26 und 27 auf.den jeweils augenblicklichen Stand gebracht. Im allgemeinen sind diese aus Arbeitsspeichern bestehenden Speicher 26 und 27 in der Form N mal S organisiert, wobei N die Anzahl der Gegenstände auf dem Bildschirm, und 5 die Anzahl der Auflösungselemente des Synchronisierungsgenerators für die entsprechenden Achsen ist. Für ein Spiel mit vier sich bewegenden Gegenständen, 512 waagerechten Auflösungselementen und 256 senkrechten Elementen werden nur 3072 Speieherstellen benötigt. Im Vergleich dazu werden bei bekannten Vorrichtungen 524 288 Speicherstellen benötigt, wenn getrennte, dekodierte Ausgänge für jeden darzustellenden Gegenstand vorgesehen sind (nämlich 512 χ 256 χ 4).

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtunj ermöglicht eine optimale Anzeige von allgemeii zwischen vier und acht Gegenständen auf den > Bildschirm, wenn angenommen wird, daß jeder Gegen stand in waagerechter und senkrechter Richtung eini mehr als die Einheit Eins-betragende Größe aufweist Für viele unterschiedliche Spiele erbringt die erfin dungsgemäße Vorrichtung somithin optimale un<

ίο wirtschaftliche Speicherkosten. Aufgrund der voneinan der getrennten waagerechten und senkrechten Speiche für jeden Gegenstand ist außerdem die Programmie rung des Rechners oder-Mikroprozessors wesentlicl vereinfacht. Da jedem Gegenstand ein unabhängige Grafikgenerator zugeordnet ist, können sich di( Gegenstände gegenseitig überlagern, können voneinan der getrennte Farben oder intensitäterr aufweisen, um lassen sich mit einem Minimum arr Einrichtungen un< Programmen (Hardware und Software) auf Überlage

2fl rung prüfen. Aufgrund dieser Vereinfachung sine zusätzliche Merkmale möglich, indem beispielsweise eil nachgeführter Gegenstand lediglich dadurch vorgege ben werden kann, daß die binäre Eins in einen waagerechten oder senkrechten Speicher wiederhol wird, ohne daß eine Änderung im jeweils anderei Speicher erfolgt. Außerdem kann die Größe verhältnis mäßig-einfach gestalteter Gegenstände wie von Kugeh und dgl. leicht verändert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen mehrerer sich bewegender Gegenstände auf einem Bildschirm, welcher in aufeinanderfolgenden Bildern in Abhängigkeit von waagerechten und senkrechten Synchronisierungssignalen durch einen den Bildschirm in einer Vielzahl waagerechter Zeilen bestreichenden Bildstrahl abtastbar ist, und mehrere, von Hand betätigbare, zur Vorgabe der Bewegung der Gegenstände dienende Steuereingänge für mehrere Spieler aufweist, gekennzeichnet durch mehrere, jeweils einem Gegenstand (i2a—l2d) zugeordnete, zum Einspeisen von Bildwerten in den Bildstrahl dienende Grafikgeneratoren (29), mehrere, jeweils einem Gegenstand entsprechende waagerechte und senkrechte Zeilenspeicher (26,27), wobei jeder waagerechte Zeilenspeicher (27) eine jedem Auflösungselement der waagerechten Zeile entsprechende Anzahl von Bitstellen, und jeder senkrechte Zeilenspeicher (26) eine der Gesamtzahl waagerechter Abtastzeilen entsprechende Anzahl von Speicherstellen aufweist, und durch Einrichtungen (31) zum Verbinden jedes waagerechten und senkrechten Zeilenspeichers mit dem einem einzelnen Gegenstand zugeordneten Grafikgenerator, welche zur Ansteuerung des Grafikgenerators zur Ausbildung eines Bildes auf die Koinzidenz von Bits beider Speicher ansprechbar sind. so

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Grafikgenerator (29) einen Bildspeicher (30) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Grafikgenerator zugeordne- » ten Gegenstände (i2a—\2d) wenigstens einen Gegenstandsabschnitt mit mehreren im Bildspeicher gespeicherten unterschiedlichen Winkelausrichtungen aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Abtasten eines zur Veränderung der Winkelausrichtung dienenden Spieler-Eingangssignals und zur entsprechenden Steuerung des Grafikgenerators dienender Mikroprozessor (21) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (21) vorgesehen ist, an den eine Bewegung des zugeordneten Gegenstands vorgebende Spieler-Eingangssignale anlegbar sind, und der dazu dient, ^r>o die entsprechenden waagerechten und senkrechten Zeilenspeicher auf den jeweils augenblicklichen Stand zu bringen.