DE4002223A1

DE4002223A1 - Vorrichtung zur simulation einer skiabfahrt

Info

Publication number: DE4002223A1
Application number: DE19904002223
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr Ing Foerst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1991-08-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Simulation einer Ski abfahrt unter Verwendung eines Ständers, in dem ein Paar Skier beweglich gelagert sind, sowie eines Videobildschirms für das Bild der Skipiste.

Vorrichtungen der oben angegebenen Art sind bekannt.

In der AT-PS 2 40 747 ist eine Vorrichtung zur Simulation einer Skiabfahrt unter Verwendung eines Paars von Skiern beschrieben.

In der DE-OS 32 18 086 ist ein Fahrrad-Trainingsgerät mit Situationspro grammierung beschrieben.

Die Nachteile der bekannten Ski-Simulatoren bestehen darin, daß die Sicht auf die Skipiste fehlt.

Das bekannte Fahrrad-Trainingsgerät bezieht sich nicht auf eine Skiab fahrt. Im übrigen ist ein Nachteil dieses Gerätes, daß der Fahrer sich selbst nur als Symbol und auch dieses nur für seitliche Bewegungen im Bild erkennt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Geschwindigkeit nicht indivi duell vom Fahrer bei der Wiedergabe des Films verändert werden kann, ohne daß damit auch die Geschwindigkeit aller anderen Sportler beeinflußt wird. Außerdem tritt bei kleinen Geschwindigkeiten Bildflimmern auf. Weiterhin ist als Nachteil anzusehen, daß die stetige Beeinflussung der Geschwindig keit von Video- oder Filmwiedergabegeräten mit Aufwand verbunden ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei der Anwendung dieses Prinzips für die Si mulation einer Skiabfahrt keine Berührungen mit im Bild sichtbaren Hin dernissen erfaßbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung mit folgenden Vorteilen zu schaffen: Natürlich wirkendes Bild der Piste mit vielen Details von typischen Skiabfahrtsszenen, reale Fremd situationen mit natürlicher Eigendynamik, möglichst realistische Darstel lung der eigenen Körperhaltung im Bild, die Möglichkeit für den Benutzer, durch geeignete Bewegung der Skier seine Querposition und seine Längspo sition im Umweltbild zu verändern, Berührungserfassung und -auswertung, Registrierung und Kommentierung von Fahrfehlern und Wirtschaftlichkeit. Darüberhinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Situationen zu si mulieren, die schlecht mit der Kamera eingefangen werden können, wie das plötz liche Abschwingen eines vorausfahrenden Skifahrers oder das plötzliche Erscheinen eines Skifahrers von der Seite.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im Anspruch angegebenen Merkmale gelöst. Diese Lösung beruht auf der Kombination der Vorteile ei ner Realbildwiedergabe mit denen von computer-orientierten Bildgenerato ren.

Anwendungsmöglichkeiten sind Ausbildung, Werbung und Unterhaltung.

Die Erfindung sei nun anhand der Figur näher beschrieben.

Der Benutzer 12 steht, gestützt auf zwei Stöcke 13a, 13b, auf zwei Skiern 5a, 5b, die in einem Ständer 4 derart gelagert sind, daß der Be nutzer sie verkanten kann. Der Verkantungswinkel W wird in einer Meßein richtung 6 gemessen. Für ein Trainingsgerät mit gehobenen Ansprüchen ge nügt es nicht, nur den Verkantungswinkel zu erfassen. Vielmehr sollten Hoch-Tief-Entlastungen, das heißt Kräfte, Drehmomente, unsymmetrische Ski belastungen, usw. gemessen und verarbeitet werden.

Im Beispiel der Figur wird der Bildschirm 3 von einem Video-Projektor 2 angestrahlt. Man kann stattdessen auch eine Monitorröhre, einen Flach bildschirm oder einen Projektionsmonitor verwenden.

Die erforderliche Elektronik ist in Form eines Blockschaltbildes einge zeichnet. Es enthält zunächst ein Realbildwiedergabegerät 1. Dieses kann ein Videorecorder oder ein Bildplattenspieler sein. Die Ablaufgeschwin digkeit dieses Gerätes ist normalerweise konstant. Bei einer Original- Skiabfahrt mit Kamera wird das wiederzugebende Bild 11 der Skipiste mit Umgebung aufgenommen. Hierbei sind fremde Skifahrer 14 mit aufzunehmen, deren Verhalten eine schnelle Reaktion des Auszubildenden erfordert. Es kann auch empfehlenswert sein, während der ganzen Abfahrt mit der Kamera einem vorausfahrenden Skifahrer 14 zu folgen. Es kann für die Aufnahme auch eine abgesteckte Slalomstrecke abgefahren werden.

Ein Videosignalgenerator 16 erzeugt ein synthetisches Identifikationsbild 8 des Benutzers 12. Es zeigt einen Skifahrer in verschiedenen Größen, Posi tionen, Blickwinkeln und Haltungen. Der Videosignalgenerator enthält Bild speicher für entsprechend viele Bilder oder berechnet die Bilder in Echt zeit. Die Perfektion der hier beschriebenen Vorrichtung zur Simulation ei ner Skiabfahrt steht und fällt mit der Animation des Identifikationsbil des. Es ist also ein entsprechender Software-Aufwand unter Verwendung von Filmaufnahmen und Bewegungsstudien guter Skifahrer mit verschiedenen Schwungtechniken zu treiben.

In einer Vorrichtung 17 zum Überblenden des synthetischen Identifikations bildes 6 in das Realbild 11 wird das Videosignal für den Projektor 2 ge bildet. In einer Vorrichtung 15 zur Bildsynchronisation werden Realbild wiedergabegerät 1 und Videosignalgenerator 16 synchronisiert.

Das Signal für den Verkantungswinkel W wird einem Computer 9 zugeführt, der an den Videosignalgenerator 16 Daten für die Bewegung des Identifi kationsbildes 8 ausgibt.

Vom Realbildwiedergabegerät 1 wird über ein Kabel 7 die Lauflänge des Videobandes an die Adressleitung eines Speichers 10 übertragen, der Daten aus der Skiabfahrt an den Computer 9 abgibt.

Im Computer 9 werden aus dem Verkantungswinkel W der Skier die Bewegungs phasen des Identifikationsbildes 8 berechnet. Auch können im Computer Be wegungsphasen fremder Skifahrer 14 berechnet werden, die ebenfalls im Vi deosignalgenerator 16 in Bilder umzusetzen sind. Wird als Realbildwieder gabegerät 1 ein über eine Schnittstelle steuerbares Gerät mit Bildadres sierung verwendet, so kann dem Computer 9 die Aufgabe übertragen werden, in Abhängigkeit von Fahrfehlern des Benutzers oder von einem vorgegebenen Ausbildungsplan verschiedene Bildfolgen anzusteuern.

Claims

Vorrichtung zur Simulation einer Skiabfahrt unter Verwendung eines Stän ders (4) in dem ein Paar Skier (5a, 5b) beweglich gelagert sind sowie eines Videobildschirms (3) für das Bild der Skipiste, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) innerhalb des Ständers (4) ein Winkelmeßgerät (6) zur Erfassung des Verkantungswinkels W der Skier, sowie andere Sensoren zur Erfassung von Kräften und Drehmomenten,
- b) ein Videosignalwiedergabegerät (1) für aufgenommene Realbilder, wie zum Beispiel ein Videorecorder oder ein Bildplattenspieler zur Wie dergabe eines perspektivischen Bildes (11) in Bewegungsrichtung des Skifahrers mit realen Ereignissen,
- c) ein Videosignalgenerator (16) zur Erzeugung eines synthetischen Iden tifikationsbildes (8) gleicher Bewegungsrichtung für verschiedene Größen, Positionen, Ansichten und Bewegungsphasen, sowie anderer synthetischer Bilder,
- d) eine Vorrichtung (15) zur Bildsynchronisation von Realbildwiedergabe gerät (1) und Videosignalgenerator (16),
- e) eine Vorrichtung (17) zum Überblenden des synthetischen Identifika tionsbildes (8) in das Realbild (11) vom Videowiedergabegerät,
- f) ein Kabel (7) zur synchronen Datenübertragung vom Videosignalwieder gabegerät (1) zu einem Computer,
- g) ein Speicher (10) für in der Videoaufnahme enthaltene, maßgebliche Informationen wie die Position und die Richtung der Kamera bei der Aufnahme, die Position eines fremden Skifahrers, die Position eines Hindernisses, usw. und
- h) ein Computer (9) zur Ansteuerung des Identifikationsbildes (8) in Ab hängigkeit von der Bewegung der Skier (5a, 5b) und der über das Ka bel (7) synchron übertragenen Daten, zur Fahrfehlererfassung und -auswertung, zur Ansteuerung anderer dem Realbild (11) zu überblen dender synthetischer Bilder (14) und zur Ansteuerung des Videosig nalwiedergabegerätes (1) nach Maßgabe eines Ausbildungsplanes oder in Abhängigkeit der Bewegung der Skier angeordnet sind.