DE2840078A1

DE2840078A1 - Verfahren und vorrichtung zum gleichmaessigen belichten von videobildschirmen

Info

Publication number: DE2840078A1
Application number: DE19782840078
Authority: DE
Inventors: Richard B Derickson
Original assignee: Atari Inc
Current assignee: Atari Inc
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1978-09-14
Publication date: 1979-03-15
Also published as: JPS5618228B2; DE2840078B2; GB2004445B; GB2004445A; DE2840078C3; JPS5451419A; US4130830A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1, des Anspruchs 7 und des Anspruchs 8 angegebenen Art, und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum gleichmässigen Belichten bzw. Beleuchten eines Videobildschirms. Die vorliegende Erfindung betrifft; auch Verfahren und Vorrichtungen für ein Videospiel, bei dem eine Fernsehbildröhre über einen längeren Zeitraum hinweg mit einem festen, sich nicht bewegenden Muster belichtet bzw. beleuchtet wird. Wenn ein Videospiel nicht benutzt wird (d. h., wenn das Spiel nicht gespielt wird), und wenn das Videospiel ein Münzautomat ist, soll dieser Automat ein festes Muster anzeigen, um potentielle Kunden oder Spieler anzuziehen bzw. die Aufmerksamkeit von potentiellen Kunden oder Spielern zu erregen.

Es sollten also beispielsweise bei einem Prall- bzw. Schlag- und Ballspiel · die Spielfeld-Randlinien zusammen mit einem sich bewegenden und abprallenden Ball abgebildet werden. Diese Betriebsart ist als Betriebsweise zur Erregung der Aufmerksamkeit bekannt.

Um diese Betriebsweise zur Erregung der Aufmerksamkeit bei einem Ball-/Abprall- bzw. Schlagspiel zu ermöglichen, wird eine Fläche aus sich bewegenden Quadraten gebildet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das sich bewegende Muster wird von derselben Lageschaltung gesteuert, die auch zur Steuerung der Ballbewegung verwendet wird. Ein solches Muster führt jedoch nicht zueiner gleichmässigen homogenen Beleuchtung bzw. Belichtung oder Bestrahlung der Fernsehröhre, da das sich bewegende Muster zusammen mit dem festen Muster lediglich einer ODER-Verknüpfung unterzogen wird und daher das feste Muster unverändert bleibt. Darüberhinaus bildet die sich bewegende, aus Quadraten bestehende Fläche kein Schachbrettmuster, vielmehr ist diese

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Fläche ungleichmässig bzw.-■ inhomogen und weist eine relative Einschaltdauer bzw.einen Arbeitszyklus - auch duty cycle genannt - von vielleicht 25 % auf.

Insbesondere bei einem Münzautomaten werden Bereiche der Fernsehröhren-Leuchtstoffpunkte mit unterschiedlicher Leuchtdichte dargestellt, so dass die Leuchtstoffpunkte unterschiedlich- schnell altern bzw. verblassen. Dies gilt auch für Färb signale.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichmässigen Abbilden bzw. Belichten oder Bestrahlen des Videobildschirms anzugeben bzw. zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Eine Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 angegebenen Merkmalen löst ebenfalls die gestellte Aufgabe.

Mit der in Anspruch 8 gekennzeichneten Vorrichtung wird ebenfalls die gestellte Aufgabe gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranSprüchen angegeben.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum gleichmässigen Belichten des Schirmes einer Videobildröhre im Zusammenhang fflit einem Videospiel, bei dem ein festes Muster über längere Zeiträume hinweg dargestellt wird. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren v/erden die Bewegung steuernde Zähler für das Spiel, die normalerweise etwa einen sich bewegenden Ball simulieren, dazu verwendet, etwa ein sich bewegendes Schachbrettmuster zu erzeugen, das mit dem festen Spiel CeId-

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muster einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen wird.

Die Erfindung wird nach-stehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen Ausschnitt aus einem Videobildschira mit einer in der herkömmlichen Veise dargestellten, aus Rechtecken bestehenden Fläche,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Videobildschirm, auf dem das gemass der vorliegenden Erfindung gebildete, sich bewegende Muster dargestellt wird, Fig.^A und JB das in Fig. 2 dargestellte, sich bewegende

Muster, wenn ein festes Muster auf dem Bildschirm ^; dargestellt wird, und
Fig. 4- ein Blockschaltbild gemäss der vorliegenden Erfindung, das wiedergibt, wie das zur Steuerung der Wiedergabe auf dem Videobildschirm verwendete Videosignal erzeugt wird.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines sich bewegenden Schachbrettmusters, das eine relative Einschaltdauer bzw. einen Arbeitszyklus (duty cycle) von 50 % aufweist und sich in diagonaler Richtung über dem Videobildschirm bewegt bzw. verschiebt. Eine Verschiebung in dieser diagonalen Richtung wird durch die die Bewegung steuernde Schaltung eines Videospiels, beispielsweise eines Ball- und Prall- bzw. Schlagspiels gesteuert, so dass das sich bewegende Muster mit derselben Schaltung gesteuert wird, die auch die Ballbewegung steuert. Die Schraffierungen machen in den Fig. 1 und 2 die schwarzen oder Rull-Luminanz- bzw.Leuchtdichtewerte deutlich,und die nicht schraffierten Rechtecke entsprechend den weissen oder 100?£-Luminanz _ '-bzw. Leuchtdichtewerten.Bei

JO einem praktischen Ausführungsbeispiel kann jedoch auch ein Videofarbbildschirm benutzt werden, bei dem zusätzlich zu der Luminanz komplementäre Farben auf jeder zweiten waagerechten Zeile angezeigt bzw. dargestellt werden könnten, die durch die Angaben 0°, 180° in Fig. 2 bezeichnet sind.

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Die Pig. "3-S- unu - JF -zeigen die Arbeitsweise der -vorliegenden Erfindung rait einem "festen:- Küster, wie "dies beispielsweise in Fig. 3B dargestellt ist.' Wenn sich, das in .!'ig. 2 dargestellte Schachbrettmuster über -das "in 'Tig. JB'-:ää£gestellte Muster bewegt, ergibt sich die Pig. 3A. Das feste Muster nimmt datier den entgegengesetzten Iieuehtdichtewert wie der Schacherettmusterteil ein, der-mit dem festen Muster zu einem"bestimmten Zeitpunkt übereinstimmt. "-""

Die Schaltungsanordnung zum Steuern des-Bildes-bzw-, "der

Anzeige auf dem Videobildschirm 11 des Fernsehempfängers ist in-Fig. 4 dargestellt. Eine Videoaddierstufe 12"erhält die Synchronisierungssignale, das Leuchtdichte signal und das Luminanzsignal zugeführt und vereinigt diese
mit dem richtigen Hochfrequenz-Trägersignal·, um den E'ernsehempfänger 10 zu steuern. Ein Taktgeber 13 (fler'-beispielsweise die Standardfarbfrequenz von 3?58 MHz'verwendet) steuert einen Horizontal-Synchronzähler 14 mit einer Zählerkapazität von 228 Impulsen und einem Ausgang 16, an
dem ein Horizontal-Synchromimpuls bereitgestellt wird,

der seinerseits einen *Vertikai-Synchronzähler¹17 mit einer Zählerkapasität von 262 Impulsen steuert."Am Ausgang 18
des Vertikal-Synehronzählers 17 tritt-ein Vertikal--Synchromimpuls auf. Das Ausgangssignal des Taktgebers 13 steuert einen Horizontal-Bildlagezähler. 19· Bas Acht—Bit-Zählerausgangs signal des Zählers 14- steuert den Takteingang eines Vertikalbild-Lagezählers 21. Der Vertikalbild-
und der Horizontalbild-Lagezähler 19 und 21 sind herkömmliche voreinstellbare Acht-Bit-Binärzähler und können
voreingestellt werden, um Horizontal- und/oder Vertikal-Anzeigen eines Bildes auf dem Videobildschirm 11 bezüglich eines Ortes zu erzeugen,.der durch die Zählerstände im
Horizontal-Synchronzähler 14 und im Vertikal-Synchronzähler 17 festgelegt ist.

Den Eingängen der Zähler 19 und 21 werden Setz-Signale von einer Horizontal-Voreinstell-Wählstufe -22 -bzw..- einer iVerti-

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kal-Voreinstell-Wählstufe 23 bereitgestellt. Diese Wählstufen 22 und 2J werden durch, eine Steuerlogikeinheit 24- gesteuert, die durch, von Hand auszulösende Steuereingangssignale des Videospiels betätigt werden kann.

Die acht Leitungen oder Bit-Ausgänge der BiIdlagezähler 19 und 21 sind mit den Eingängen von UND-Gliedern 26 bzw. 27 verbunden. Jede Leitung der acht -Leitungen besitzt natürlich einen vorgegebenenbinären lagemässigen Stellenwert-Die Ausgänge dieser UND-Glieder stehen mit dem Eingang eines UND-Gliedes 28 in Verbindung, das seinerseits die Videoaddierstufe 12 steuert, um beispielsweise die Ballbewegung in einem Ball- und Prall-bzw. Schlagspiel zu erzeugen. Die bis jetzt beschriebene Schaltung entspricht der Schaltung, die in der US-PS 3 793 843 beschrieben ist und auf denselben Anmelder wie die vorliegende Erfindung zurückgeht.

Erfindungsgemäss wird ein dem Schachbrettmuster entsprechendes Signal auf der Leitung 29 unter Verwendung eines exklusiven ODER-Glieds 31 erzeugt, das allgemein auf den Zählerzustand der Lage- oder Bildlagezähler 19 und 21 entsprechend einem Teilzählerstand ihrer Endzählerstände anspricht. Der Horizontal-Bild-Lagezähler 19 besitzt eine

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Ausgangsleitung 19' mit einen 2 -Stellenwert bzw. einer

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2 -Binär-Wichtung, die mit einem exklusiven ODER-Glied verbunden ist. Der Vertikalbild-Lagezähler 21 besitzt eine Ausgangsleitung 21 ^Λ mit einem Binärstellenwert 2? bzw. einer Binärwichtung 2 . Die Reihenfolge bzw. Grö'ssenordnung der Grössendifferenz schafft einen im wesentlichen rechteckigen Block. Die jeweiligen Zählerstände 228 und 262, die an den beiden Zählern angegeben sind, dienen lediglich dem Hinweis auf die Ausgestaltung des gesamten Videospiels und für die Verwendung des Farb-Burst-Signals für den Taktgeber 13-

Das Schachbrettmustersignal auf der Leitung 29 wird mit einem Signal, das das Spielende angibt, in einem UND-Glied

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31 einer UND-Verknüpfung unterzogen (oder anders ausgedrückt, das Schachbrettmuster tritt nur auf, wenn kein Spiel abläuft und die Betriebsweise für die Erregung der Aufmerksamkeit des Benutzers gewünscht wird). Dann wird das auf der Leitung 32 auftretende Ausgangssignal des UND-Gliedes 31 sit dem festen Spielfeldmuster· im Verknüpfungsglied 33 einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen- Das zuvor beschriebene Muster kann die Grenzen eines Prall- bzw. Schlag- und BallSpielfeldes sein. Das auf der Leitung 3^ auftretende Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 33 ist dann ein Leuchtdichte signal zur Erzeugung eines sich bewegenden Schachbrettmusters, das der Fluglinie des sich bewegenden Gegenstandes des Spieles, beispielsweise des Balles, folgt. Ein solches Muster ist üblicherweise ein diagonales Muster mit verschiedenen Aufprallstellen, die durch die Steuerlogikeinheit 24 zusammen mit den Horizontal- und Vertikal-Wählstufen 22 und 23 geschaffen wurden.

Die jeweiligen binärgewichteten Ausgangssignale 19'> 21' des Horizontal- und Vertikal-Zählers19 und 21 sind dann in ihrem einen Binärzustand für die Zählerstände 16 oder

32 der Zähler und gehen dann in den anderen Binärzustand über. Wenn das Vertikal-Ausgangsignal 21' des Zählers allein betrachtet und der Fernsehröhre 11 bereitgestellt wird, so würden waagerechte Bänder mit 32 Zeilen jeweils abwechselnder Leuchtdichte entstehen. Wenn dagegen nur das horizontale Ausgangssignal 19' des Zählers 19 an die Fernsehröhre 11 gelangen würde, so würden vertikale Bänder mit 16 Bild- bzw. Auflösungselementen jeweils abwechselnder Leuchtdichte auf dem Bildschirm entstehen. Eine exklusive ODER-Verknüpfung dieser beiden Signale führt dann zu dem gewünschten Schachbrettmuster. Die exklusive ODER-Verknüpfung dieses Musters mit dem festen Spielfeldinuster stellt darüberhinaus sicher, dass dieses feste Muster dieselbe relative Einschaltdauer bzw. denselben Arbeitszyklus (duty cycle) wie das Schachbrettmuster, nämlich im vorliegenden

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-if. 'J ·. i ':'.' '5ί "j 'Tf Λ ζ?

Äus-führüngsb ei spiel von 50 % auf v;ei st. Dadurch wird eine homogene Bestrahlung bzw. Belichtung des Bildschirmes 'Wit demselben Leuchtdichtewert über den gesamten Sichtbereicli-der Bildschirmröhre hinweg erreicht«

-Allgemein gesagt, könnten die beiden exklusiven ODER- ^::Glieder 31 und 33 auch als drei logische Eingangs-Paritäts-Elemente betrachtet xverden, die auf die Ausgangssignale 19'', 21' der Horizontal- und Vertikalbild-Lagezähler und

auf^?das dem festen Spielfeldmuster entsprechende Signal ansprechen. Oder genauer ausgedrückt, kann die Leucht-" di'ch-te als relativ schwarz betrachtet :werden, wenn die

Parität ungerade ist, d. h. wenn eines der drei genannten " '-Signale eine binäre 1 aufweist bzw.- wahr ist- Entsprechend

wird eine-der Wiedergabe "Weiss" entsprechende Leuchtdichte 15" oder- eine Leuchtdichte von 1OQ % erzeugt, wenn die Parität ungerade ist, d. h. wenn zwei der Eingangssignale eine binäre 1 aufweisen bzw. wahr sind.

'■'' ' "Von- einer noch anderen.-logischen Betrachtungsweise her

'^-können- die exklusiven ODER-Glieder auch als programmier-20^: bare Inverter angesehen werden,bei denen ein Eingangssignal

■ ^{:; :}d%LS Steüereingangssignal ist, und die das Informationssignal •'in das ^andere Eingangssignal umsetzen, wenn das Steuer-

"■ eingahgss-ignal seinen Binärzust and ändert-

■ ■ Da das feste Muster normalerweise eine Farbkomponente : 25~- aufweist,, die ^aIs Farbsignal auf der Leitung 36 bezeichnet ■- ^ mr:d,".muss-Vorsorge, getroffen, werden, um auch hinsichtlich ■■"'-■'"'- dües Warnsignals eine homogene, gleich massige Bildschirmr ■". belichtung bzw.-' -bestrahlung zu erreichen, um sicherzu- ;:::-stellen, idass .alle drei Leuchtstoff]?unkte gleichmkssig -alteXXL bzw:^: im: Laufe der Zeit verblassen. Eei einer bevor-

■ ...izugten Ausführungsform wird dies durch eine exklusive ODER- : ■· : V;erlknüpJiung durch das Vei'knüpfungsglied 37 geschaffen, näm-. ' ■'ü^h ..:durch eine exklusive ODER-Verknüpfung des auf der Leitung 36 auftretenden Färb signals mit dem auf der Leitung

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21' auftretenden und vom Vertikalbild-Lagezähler 21 kommenden Signals. Da das exklusive ODER-Glied 37 tatsächlich ein programmierbarer Inverter ist, wird das Farbsignal alle 32 Zeilen um 180° phasenverschoben, wie dies in Fig. angegeben ist, um eine gleichmässige Bildschirmbelichtung bzw. -bestrahlung zu erreichen. Die Verbindung des Inverters 37 mit dem Vertikalbild-Lagezähler ist dann zufriedenstellend, wenn das sich bewegende Objekt oder der Ball auch einen vertikalen Vektor auf v/eist. Wenn jedoch nur eine Bewegung in waagerechter Richtung auftritt, kann die alternative Verbindung 38 ßit der Leitung 19' des horizontalen Bildlagezählers 19 verwendet werden.

Ein typischer Generator für das Farbsignal 36 kann beispielsweise ein Zufallszahlen erzeugender Generator sein.

Bei dem zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde eine besondere Schaltungsanordnung für die Bildlagezähler 19 und 21 und besondere binäre Abgriffe in der dargestellten Weise verwendet. Es kann jedoch auch eine entsprechende, die Bewegung steuernde Schaltung verwendet werden, um eine gleichmässige Belichtung bzw. Beleuchtung des Bildschirmes gemäss der vorliegenden Erfindung zu erzielen.

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Leerseite

Claims

PAT ι·: N TA rJ ''"JA. LTt
_SCH|_FF v. FÜNER STREEHL SCH ÜBEL-HOPF=· EBBINGHAUS FINCK

MAHiAHlLFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 90 2 B *► G Q 7

POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95

ATARI, INC. 14. September 1978

DEA-5682

Verfahren und Vorrichtung zum gleichmässigen Belichten

von Videobildschirmen

Patentansprüchen

.j Verfahren zum Belichten der gesamten Bildfläche eines Videobildschirms mit derselben Leuchtdichte, wenn auf dem Bildschirm über einen längeren Zeitraum hinweg ein festes Muster abgebildet wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Erzeugen eines Signals zur Schaffung eines sich über dem Bildschirm bewegenden Musters,

- Unterziehen des dem sich bewegenden Bildmuster entsprechenden Signals und eines dem festen Muster entsprechenden Signals einer ODER-Verknüpfung und

- Steuern der Videoanzeige auf den Videobildschirm mit dem logischen Ergebnis der ODER-Verknüpfung.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sich bewegende Bildrauster eine relative Belichtungseinschaltdauer von 50 % aufweist.
3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Videobildschirm mit einem ein Bild bildenden Strahl beaufschlagt wird, der von einem Horizontal- und einem Vertikal-Lagezähler gesteuert wird, um einen sich bewegenden Gegenstand zu erzeugen, und dass beim Erzeugen des Signals zur Schaffung eines sich bewegenden Musters die Ausgangssignale des horizontalen und vertikalen Lagezählers einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen werden, um das dem sich bewegenden Muster entsprechende Signal zu erzeugen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3·, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählerausgangssignale einen Bruchteil des Endzählerstandes der Zähler entsprechen, um ein schachbrettartiges, sich bev/egendes Muster zu bilden.
5- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Muster eine durch ein Farbsignal erzeugte Farbkomponente aufweist, und dass das Farbsignal entsprechend dem sich bewegenden Muster komplementiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Bildmuster eine durch ein Farbsignal gebildete Farbkomponente aufweist und dieses Signal mit einem Ausgangssignal eines der Zähler einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen wird.
7· Vorrichtung zum Belichten der gesamten Bildfläche eines Videobildschirmes mit derselben Leuchtdichte , wenn auf dem Bildschirm ein festes Muster über einen längeren Zeitraum hinweg abgebildet wird, gekennzeichnet durch

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_ ~A —

- Lagezähler (19, 21), u:n einen durch einen über den "Videobildschirm (11) laufenden Strahl gebildeten Gegenstand über den Bildschirm (11) zu bewegen,

- ein erstes Verknüpfungsglied (31), das auf den Zustand der Lagezähler (19, 21) entsprechend eines Bruchteils des Endzählerstandes der Lagezähler (19_? 21) anspricht und ein Signal erzeugt, das einem schachbrettähnlichen, sich über den Bildschirm (11) hinweg bewegenden Küster entspricht und

- ein zweites Verknüpfungsglied (33) ₅ das auf das dem Schachbrettmuster entsprechenden Signal und auf ein dem festen Muster entsprechenden Signal anspricht, um die Leuchtdichte des festen Musters entsprechend dem sich beilegenden Schachbrettmuster zu ändern.
8. Vorrichtung zum Belichten der gesamten Bildfläche eines Videobildschirmes mit derselben Leuchtdichte wenn auf dem Bildschirm ein festes Muster über einen längeren Zeitraum hinweg abgebildet wird, gekennzeichnet durch:

- einen horizontalen und vertikalen Lagezähler (19, 21), um einen durch einen über den Videobildschirm (11) laufenden Strahl gebildeten Gegenstand über den Bildschirm (11) zu bewegen und

- logische Paritäts-Stufen (30, 31, 33), die auf

a) einen Binärzustand des horizontalen Zählers (19) entsprechend einem Bruchteil seines Endzählerstandes, und

b) einen Binärzustand des vertikalen Zählers (21) entsprechend einem Bruchteil seines Endzählerstandes, und

c) ein das feste Muster darstellende digitale Signal ansprechen, um für den Videobildschirm (11) ein Leuchtdichtesignal für eine ungerade Parität der Zustände bzw. der Signale a), b) und c) und ein entgegengesetztes Leuchtdichtesignal für gerade Parität der Signale bzw. Zustände a), b) und c) zu erzeugen.

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Vorrichtung nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtdichtesignal für ungerade Parität relativ schwarz und für gerade Parität weiss ist.

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