DE4236091A1 - Projektionssystem für Unterhaltungs- und Spielgeräte - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Projektionsvideosystem für Unter
haltungs- und Spielgeräte.
Unterhaltungs- und Spielgeräte sind sämtlich mit Anzeige
einheiten versehen, die möglichst attraktiv ausgestattet
werden. Je ansprechender die optische und akustische Dar
bietung des Spielgeschehens erfolgt, um so mehr wird ein
solches Gerät von den Benutzern angenommen und benutzt. Dies
ist insbesondere bei Videogeräten der Fall.
Um die Spielpräsentation optisch zu verbessern, sind ver
schiedene Konzeptionen entwickelt worden. So wurde bei
spielsweise ein Videosystem vorgeschlagen, bei dem zur Er
zeugung eines räumlichen Eindrucks seitlich neben dem Haupt
monitor zwei weitere Monitore angeordnet sind.
Es ist ferner ein als "virtual reality" bezeichnetes System
entwickelt worden, dessen Anzeige räumlich wahrgenommen wer
den soll. Um diesen Effekt zu realisieren, muß der Spieler
jedoch einen Helm tragen. Dies beeinträchtigt die Akzeptanz,
denn das Tragen von Helmen wird gewöhnlich als nicht ange
nehm empfunden.
1992 wurde ein Gerät der Firma SEGA präsentiert, das mit
einem Bildschirm versehen ist, der ein übliches zweidimen
sionales Bild wiedergibt. Dieses Bild wird auf einem ge
krümmten Spiegel wiedergegeben, um dem Betrachter eine drei
dimensionale Darstellung zu liefern. Seitlich, d. h. auf dem
Außenbereich des Spiegels, treten jedoch sehr starke Verzer
rungen auf, wodurch die Abbildungsqualität erheblich beein
trächtigt ist.
Insbesondere für Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen sind
sogenannte Head-up-displays der Firma ASK A.S., N-1601
Fredrikstad bekannt geworden. Bei diesen werden Betriebs
parameter die z. B. die Geschwindigkeit, Drehzahl, etc. holo
graphisch auf die Windschutzscheibe geworfen. Auf diese
Weise soll es dem Fahrer des Fahrzeugs erspart werden, sein
Auge für eine Anzeigeablesung von weit auf nah umzufokussie
ren. Zugleich soll er in die Lage versetzt werden, die An
zeigen gleichzeitig mit dem Verkehrsgeschehen wahrnehmen zu
können.
Zur Erweiterung der Anzeigemöglichkeit von Personalcomputern
sind des weiteren LCD-Anzeigeprojektionssysteme entwickelt
worden, bei denen die Bildschirmanzeige vergrößert wird. Zu
diesem Zweck wird eine Projektionsplatte mit dem Personal
computer verbunden und auf einem Overheadprojektor angeord
net. Mittels des Overheadprojektors wird die Anzeige ver
größert auf eine Leinwand geworfen. Auf diese Weise können
Zuschauer in gewünschter Anzahl die Computer-Anzeige on-line
verfolgen. Dieses LCD-Projektionssystem kann unter Verwen
dung von Standard-VGA-Karten und herkömmlicher Software ver
wendet werden.
Für die Verbesserung der optischen und akustischen Darstel
lung von Personalcomputer-Ausgangssignalen sind sogenannte
Multimedia-Einheiten der Firma ATI Technologies Inc.,
Ontario, Kanada bekannt geworden, die auf einer einzigen
Karte eine Vielzahl von grafischen und Klangoptionen, ein
schließlich Einheiten für Mouse, Joystick und Midi umfassen.
Es ist auf dieser Karte ein Vielzahl von Treibern und kom
patiblen Anschlüssen vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Videosystem zu
schaffen, das einen möglichst naturgetreuen räumlichen Ein
druck der Anzeige ermöglicht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Videosystem mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter
bildungen des erfindungsgemäßen Videosystems sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Videosystem für Unterhaltungs- und
Spielgeräte umfaßt somit einen Datenträger, auf dem das
Spiegeschehen gespeichert ist. Auf einer Anzeigeeinheit wer
den auf dem Datenträger gespeicherte Bildinformationen
(Bild) dargestellt. Es ist ferner ein Linsen- und Pro
jektionssystem vorgesehen, mittels dessen das Bild auf einem
gewölbt ausgebildeten, den Spieler zumindest teilweise umge
benden Projektionsschirm abgebildet wird.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Videosystems ist fol
gende: Auf dem Datenträger ist das Spielgeschehen elektro
nisch gespeichert. Die gespeicherten Spieldaten werden zu
der Anzeigeeinheit übermittelt, die die Spielinformationen
in Bildinformationen umwandelt und als Bild darstellt. Die
Anzeigeeinheit umfaßt vorteilhaft eine LCD-Matrix, wie sie
bei Video-Diaprojektionen zunehmend eingesetzt wird.
Von der Anzeigeeinheit wird das Bild über ein Linsen- und Projektions
system auf einem gewölbt ausgebildeten Projektionsschirm abgebildet. Zu
diesem Zweck umfaßt die Optik eine Streulinse. Vorzugsweise ist der
Projektionsschirm als Kugelausschnitt-, Halbkugel- oder Kugelmantelfläche
ausgebildet, wodurch ein besonders guter räumlicher Eindruck erzielt
wird. Der Spieler ist dabei zumindest teilweise von dem Projektionsschirm
umgeben, so daß sich für ihn der Eindruck verstärkt, er nehme aktiv am
Spielgeschehen, auch in räumlicher Hinsicht, teil. Bevorzugt entspricht
hierbei die Fläche des Projektionsschirms in etwa dem natürlichen
Blickfeldwinkel des menschlichen Auges.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Projektionsschirms ist, wenn dieser aus
Leinwand- oder Textilmaterial ist.
Um einen realistischen Eindruck zu erzielen, muß die Projektionsabbildung
möglichst realistisch sein. Somit müssen projektionsbedingte Verzerrungen
möglichst kompensiert werden. Zu diesem Zweck zeichnet sich ein vorteil
haftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Videosystems dadurch
aus, daß die Bildinformationen auf dem Datenträger vorentzerrt gespei
chert sind derart, daß das auf den Projektionsschirm projezierte Bild im
wesentlichen verzerrungsfrei ist. Die gespeicherten Daten sind somit
derart bearbeitet worden, daß die nachfolgende Projektionsverzerrung
durch Rückführung des räumlich erzeugten Bildes auf ein flächengene
riertes Bild bereits vorab berücksichtigt sind. Infolge der Verzerrung
kann das zweidimensionale Bild der Anzeigeeinheit gegebenenfalls vom
menschlichen Auge nicht als das gewünschte Bild identifiziert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Projektionsschirm
nach halbtransparentem Material. Ähnlich die bei den Head-up-Displays
ergibt sich so, daß die eigentlichen Brennpunkte hinter dem Projektions
schirm liegen. Es wird hierbei von einem Brennweitenabstand von etwa 15 m
ausgegangen. Dies kann es erforderlich machen, eine Lichtquelle
vorzusehen, die kohärentes Licht erzeugt, beispielsweise
Laserlicht.
Das erfindungsgemäße Videosystem liefert insbesondere deswe
gen einen sehr naturgetreuen räumlichen Eindruck der Abbil
dung, weil die Darstellung des Spielgeschehens weitgehend so
erfolgt, wie sie der Spieler in der Realität erlebt. Der
natürliche Augenhorizont wird in etwa benutzt, wobei eine
Tiefenschärfe entsprechend im wesentlichen der üblichen zu
standekommt. Auf diese Weise werden Spielszenen sehr reali
tätsnah und fast miterlebt.
Zur Steigerung des natürlichen Eindrucks der Darstellung
kann auch die Tondarstellung realitätsnäher ausgeführt wer
den. Es wird vorzugsweise ein akustisches System mit ambio
phonischen Mitteln eingesetzt, bei dem eine Tonsignalquelle
vorteilhaft so zur Bildprojektion zugeschaltet werden kann,
daß der Spieler gleichzeitig Bild- und Toninformationen auf
nimmt. Außerdem umfaßt die Tonsignalquelle zweckmäßig räum
lich verteilte Einheiten. Diese senden dann Tonsignale von
verschiedenen Orten aus, die mit dadurch bedingten Laufzeit
verzögerungen beim Spieler ankommen, wie dies auch in der
Realität der Fall ist. Zusätzlich kann die Tonsignalquelle
jedoch auch laufzeitverzögerte Tonsignale ausgeben derart,
daß der Spieler die Toninformationen auch zeitlich im
wesentlichen naturgetreu wahrnimmt.
Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand eines Ausfüh
rungsbeispiels erläutert, das anhand der einzigen Fig. 1 den
Aufbau eines Videosystems für Unterhaltungs- und Spielgeräte
schematisch erläutert.
Ein Datenträger 10 enthält gespeicherte Spielinformationen.
Mit dem Datenträger 10 ist eine Anzeigeeinheit 12 über eine
Leitung 14 verbunden. Ein Linsen- und Projektionssystem 16,
18 ist lediglich schematisch dargestellt und dient zur Pro
jektion der Bilddarstellung der Anzeigeeinheit 12 auf einem
gewölbt ausgebildeten Projektionsschirm 20. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel ist der Projektionsschirm 20 aus Lein
wandmaterial.
Auf dem Datenträger 10 ist das Spielgeschehen für die spä
tere Projektion vorentzerrt gespeichert, d. h. die auf die
Anzeigeeinheit 12 gegebenen Bilddaten bewirken auf dieser
eine Anzeige, die nicht als naturgetreu wahrgenommen werden
kann. Es sind sind nämlich die mit der Projektion auf dem
Projektionsschirm 20 verbundenen Verzerrungen berücksich
tigt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Datenträger 10 mit
einem Personalcomputer 22 über eine Leitung 24 verbunden.
Mittels des Personalcomputers kann das jeweils gewünschte
Spiel ausgewählt werden. Ferner können die Parameter einge
stellt und das Spielgeschehen beeinflußt werden.
Zur Steigerung der Realitätsnähe des Spielgeschehens ist die
Anzeigeeinheit 12 über dem Personalcomputer 22 mit einer
Tonsignalquelle gekoppelt. Die Tonsignalquelle umfaßt zwei
Lautsprecher 26, 28, die über Leitungen 30, 32, 34 mit dem
Personalcomputer bzw. der Tonsignalquelle verbunden sind.
Die Lautsprecher sind räumlich verteilt angeordnet, so daß
sich für den Spieler außer dem räumlichen optischen auch ein
räumlicher akustischer Eindruck der Spielwiedergabe ergibt.
Die Position des Spielers ist in Fig. 1 rein schematisch
durch das Bezugszeichen 36 veranschaulicht. Der Spieler be
findet sich somit zumindest teilweise umgeben vom Pro
jektionsschirm 20, wodurch der räumliche Eindruck verstärkt
ist. Die Lautsprecher 26, 28 sind räumlich verteilt angeord
net. Selbstverständlich können mehr als zwei Lautsprecher
vorgesehen sein, wobei ferner zu berücksichtigen ist, daß
sich die räumliche Erstreckung der Ton- und Bilddarstellung
(20, 26, 28) zusätzlich zur vertikalen in der horizontalen
Orientierung um den Spieler erstreckt.
Vorstehend ist die Erfindung lediglich schematisch und zu
Erläuterungszwecken dargestellt worden. Es sind jedoch im
Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche weitere Ausführungen
möglich.
Claims (11)
1. Videosystem für Unterhaltungs- und Spielgeräte, umfassend
- - einen Datenträger (10), auf dem das Spielgeschehen gespeichert ist,
- - eine Anzeigeeinheit (12), auf der auf dem Datenträger (10) gespeicherte Bildinformationen (Bild) dargestellt werden,
- - ein Linsen- und Projektionssystem (16, 18) und
- - einen gewölbt ausgebildeten Projektionsschirm (20), der den Spieler (36) zumindest teilweise umgibt und auf dem das Bild über das Linsensystem (18) ausgebildet wird.
2. Videosystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bildinformationen auf dem Datenträger (10) vorentzerrt gespeichert
sind derart, daß das auf den Projektionsschirm (20) projizierte Bild
im wesentlichen entzerrungsfrei ist.
3. Videosystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzeigeeinheit eine LCD-Matrix umfaßt.
4. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Projektionsschirm (20) als Kugelausschnitt-, Halbkugel-
oder Kugelmantelfläche ausgebildet ist.
5. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Fläche des Projektionsschirms (20) in etwa dem
natürlichen Blickfeldwinkel des menschlichen Auges entspricht.
6. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Projektionsschirm (20) aus Leinwand- oder Textilma
terial ist.
7. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Projektionsschirm (20) aus halbtransparentem Material
ist.
8. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Lichtquelle des Projektionssystems kohärentes Licht
erzeugt.
9. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß eine Tonsignalquelle zuschaltbar zur Bildprojektion ist
derart, daß der Spieler gleichzeitig Bild- und Toninformationen
aufnimmt.
10. Videosystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tonsignalquelle räumlich verteilte Einheiten (26, 28) umfaßt.
11. Videosystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tonsignalquelle laufzeitverzögerte Tonsignale ausgibt derart, daß
der Spieler die Toninformationen im wesentlichen naturgetreu
wahrnimmt.
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1995
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