EP1819408A1 - Verfahren zur steuerung eines auditiven spiels und vorrichtung hierzu - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines auditiven spiels und vorrichtung hierzu

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EP1819408A1
EP1819408A1 EP05796210A EP05796210A EP1819408A1 EP 1819408 A1 EP1819408 A1 EP 1819408A1 EP 05796210 A EP05796210 A EP 05796210A EP 05796210 A EP05796210 A EP 05796210A EP 1819408 A1 EP1819408 A1 EP 1819408A1
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EP
European Patent Office
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motion
state
user
game
module
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05796210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Hermann
Oliver Hoener
Helge Ritter
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Universitaet Bielefeld
Original Assignee
Universitaet Bielefeld
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Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Bielefeld filed Critical Universitaet Bielefeld
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A63F2300/80—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game specially adapted for executing a specific type of game
    • A63F2300/8011—Ball

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an auditory game, wherein the movements of a game object are given in real time and reproduced in sound.
  • the invention relates to a device for carrying out the above method and a computer program product.
  • SUBSTITUTE SHEET It is a visual computer game, as the movement of the table tennis racket by the user is essentially by visual stimuli.
  • virtual movement games such as, for example, the "virtual table tennis", in which a player holds a table tennis racket provided with a marking point in his hand.
  • the current position of the table tennis racket and transmitted visually in a monitor so that a table tennis game displayed on the monitor is made possible with a computer or a further user, see http://www.vtt.fi/multimedia/camball.html
  • Game contains a classic movement component because the user must move around the room with the table tennis racket, but this game is not suitable for visually impaired or blind people.
  • auditory computer games have become known which are suitable for visually impaired and blind persons.
  • the game "Super Tennis” http://www.2hku.nl/ ⁇ audiogam/ag/index.php) allows a user to operate a bat by means of a joystick or a keyboard of a computer
  • the user hears a different sound than positioning it in the center or the right end of the field
  • the ball generated by the computer along a given path of movement as a game object is made clear to the user by a separate sound, but this computer game is limited to the fact that the user is in a fixed location and operates the keys or the joystick. ne sporty movement component does not contain this game.
  • the object of the present invention is to provide a method for controlling an auditory game as well as a device for carrying out the method and a computer program product that ensure a game based on sonification, which enables a sports-related movement of the user and through acoustic feedback about the game own action promotes social interaction.
  • the method according to the invention in connection with the preamble of claim 1 is characterized in that after the beginning of a movement event always a movement state of the play object in a three-dimensional space on the one hand and always a Be ⁇ wegungsSchs a human user object in dre ⁇ dimensional space on the other hand, it is determined that always the state of motion of the game object and theorientszu- state of the user object is compared and depending on the result of comparison, an acoustic state of motion signal is output to the user, wherein the Nut ⁇ zer by the sound pattern of the acoustic movement - Status signal the current position of the game object is mediated.
  • the invention makes possible an acoustic motion control via an interactive sonification, which can be used in the field of disability sports, sports games, exercise therapy, data navigation and the like.
  • the invention provides for the virtual movement of a game object in three-dimensional space.
  • it provides for the determination of the state of motion of a human user object, whereby, depending on the relative position of the user object to the user Game object, if necessary, a new motion event is initiated.
  • the initiation of the furtherenser ⁇ event preferably by fulfilling a predetermined condition by the user object is signaled by the delivery of an acoustic motion state signal, so that an acoustic feedback is given to the user.
  • the invention takes place in real-time operation, so that, for example, auditory sports games with a movement component of the user, such as, for example, badminton with a virtual ball and a virtual club, are made possible.
  • a movement component of the user such as, for example, badminton with a virtual ball and a virtual club
  • the invention makes possible a movement-therapeutic training, in which the user is instructed to reproduce given movement events, which are communicated to him by sonification. For example, given body movements supporting the mobility of the spine can be actively trained.
  • the invention makes possible in the data analysis the use for interaction and navigation. For example, search task Optima ei ⁇ ner cost function can be supported by audible cues.
  • Vorrich ⁇ inventive device is characterized by a sensor module for detecting the three-dimensional state of motion of the human user object, a control module for creating a Re ⁇ chenmodells in which the three-dimensional state of motion of the game object with the three-dimensionalthszu ⁇ stand of the user object and / or calculated in real time and the movement states of the user object and the Spielob ⁇ jects is compared with each other, a Sontechnischesmodul for sound representation of the generated in the control module th movement state signal in dependence on the aktu ⁇ ellen position of the game object.
  • the device according to the invention enables a motivating sports game, in particular for the visually impaired.
  • the game experience can be increased by clear feedback, whereby a fluent action sequence and a Auf ⁇ merksamkeitszentritation is guaranteed.
  • essential modules of the device according to the invention are integrated in a mobile telephone, so that, on the one hand, the hardware resources required for the invention can be accessed and, on the other hand, the device can be used at any desired location.
  • This also provides an auditive movement game for non-sighted persons, which can be used, for example, during breaks at the office workstation.
  • a communication module is provided, so that a distance bridging motion coordination is made possible by several users.
  • the movement status data can be transmitted via a data network, such as a UMTS network.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic flow chart of a sports game applied to the device according to the invention
  • FIG. 3 shows a block diagram of a device integrated in mobile telephones.
  • the device according to the invention can be used as an auditive sports game / movement game in connection with personal computers, mobile telephones or other devices which have a microprocessor as well as interfaces for the input-output or display of data. Furthermore, the device according to the invention can be used for movement-therapeutic training as well as for navigation / exploration of data.
  • the device according to the invention consists essentially of a control module 1, a sensor module 2 and a so-called n embarksmodul 3, as can be seen from Figure 1.
  • the control module 1 is used to create a world model (calculation model) in which the three-dimensional state of motion of a game object and the three-dimensional motion state of a user object are calculated in real time and compared with each other. Further, the control module 1 models a predetermined motion event of the game object.
  • the game object is a virtual ball whose trajectory is modeled by the control module and calculated in real time.
  • the user object corresponds to a virtual bat, for example by a mobile phone as will be described later.
  • the world model which is represented by a multi-dimensional computing model, describes the current state of the virtual ball (game object) and the virtual bat (user object).
  • the three-dimensional movement status data 4 of the user object is generated by the sensor module 2 and made available to the control module 1.
  • a movement status signal 5 is transmitted from the control module 1 to the sonification module 3, by converting it into an acoustic movement status signal 6, which is output to a user 7.
  • the acoustic motion state signal 6 allows a continuous acoustic feedback on the current position of the virtual ball. Furthermore, the zoning of the playing field can be acoustically reproduced via acoustic playing field markings, with discreet acoustic feedback informing the user 7 that he should orientate himself again within the playing field with his bat with regard to the achievement of a playing field boundary in the room.
  • the acoustic motion state signal 6 mediates by means of a contact sound to the user 7 the information that the virtual ball has been hit by the virtual bat and thus a setback has taken place.
  • the acoustic movement status signal 6 can contain sound patterns which give the user 7 information about the distance of the ball from the virtual bat, the direction of flight of the virtual ball and the actual distance of the virtual bat to the virtual ball.
  • the distance of the virtual bat for example, to the ball by acoustic Signals occur whose pulse rates are dependent on the distance of the virtual ball from the virtual Schlä ⁇ ger.
  • an acoustic state of motion signal 6 can be generated, which includes real inaudible attributes, such as the curvature of the ball track or relative location information of the virtual ball.
  • the acoustic motion state signal 6 may also include a vowel of the velocity of the virtual ball.
  • the user 7 may move his virtual bat to approach the predetermined trajectory of the virtual ball and hit it virtually at the right time. So that the user 7 always also has an acoustic information about the relative position of the virtual ball to the virtual club, the current position of the virtual club or the location data 8 is determined by suitable sensors (force and acceleration sensors).
  • the control module 1 generates at the beginning of the game a predetermined trajectory of the virtual Bal ⁇ les, step (10).
  • the current movement state of the virtual bat (11) and the current state of movement of the virtual ball (12) are determined in real time.
  • the current state of motion of the virtual club can be carried out in the sensor module 2 or in the control module 1.
  • the determination of the current state of motion of the virtual ball (12) takes place in the control module 1.
  • the sonification module 3 produces a continuous acoustic signal.
  • a sound mark representing a setback is generated in the sonification module 3 after activation by the control module 1 and as a new movement event
  • the virtual ball is acted on by a new predetermined flight path (14), which may be dependent on the state data of the virtual stick.
  • the trajectory initiated by virtual kickback results depending on parameters such as the speed of the racquet, the size of the virtual racquet and the impact technique, such as, for example, the mediation of an angular momentum of the virtual ball.
  • the new motion event the current movement state data of the virtual ball (12) and the virtual club of another user are now calculated, and - as described above - a comparison (13) is carried out.
  • the device can be integrated in a mobile telephone 20.
  • the control module 1 can be designed, for example, as a software product which can be detected by means of a data carrier card or directly via a data interface within the mobile telephone 20 by means of a microprocessor 21 contained therein. can run.
  • the software program can also be fed directly into a memory of the mobile telephone 20 via a data network.
  • the sensor module 2 essentially has a sensor control unit 22, a force sensor 23 and an acceleration sensor 24.
  • the movement status signals of the virtual club are determined so that an estimate of the relative position of the virtual club in the control module 1 can be made.
  • a sonification module 3 is integrated in the mobile telephone 20.
  • the mobile telephone 20 has a vibration unit 25 which can be used to generate a haptic signal to the user 7 in addition to the sound mark for the purpose of conveying a completed setback.
  • the telephony integrated vibration unit 25 of the mobile phone 20 were ⁇ the used.
  • the mobile telephone 20 forms a virtual racket whose location can be determined, for example, by a webcam or other means.
  • the mobile telephone 20 is in the hands of a first user who carries out the virtual badminton game with a racket of another user representing a second mobile telephone 30.
  • the second mobile telephone 30 has the same structure as the mobile telephone 20, contains in particular the control module 1, the sensor module 2 and the sonification module 3 for outputting the acoustic sound marks.
  • the sonification module 3 is designed as a headset (headset) which is connected to the mobile telephone 20, 30 by a line or wirelessly.
  • the mobile phones 20, 30 are coupled together via a communication module 31.
  • the communication module 31 may, for example, a Bluetooth interface represent when the users face each other in sight.
  • the communication module 31 can also represent a data network, for example a GSM network or a UMTS network, so that a sports game is made possible by users remote from one another.
  • more than two players can perform the movement play with each other. It is not limited to badminton, but may also relate, according to a therapy, to the synchronization of a movement of a first person with the movement of a second person.
  • the sensor module 2 can also be fastened to a user's back in addition to a hand sensor, so that a therapeutic application with a predetermined movement pattern for the user is made possible.
  • the sensor module can also be integrated in a clothing, so that predetermined movements, in particular during choreography training in the theater or the like, are made possible.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines auditiven Spiels, wobei die Bewegungen eines Spielobjekts in Echtzeit vorgegeben und klanglich wiedergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beginn eines Bewegungsereignisses stets ein Bewegungszustand des Spielobjekts in einem dreidimensionalen Raum einerseits und stets ein Bewegungszustands eines menschlichen Nutzerobjektes im dreidimensionalen Raum andererseits ermittelt wird, dass stets der Bewegungszustand des Spielobjekts und der Bewegungszustands des Nutzerobjekts verglichen wird und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein akustisches Bewegungszustandssignal an den Nutzer ausgegeben wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines auditiven Spiels und Vorrichtung hierzu
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines auditiven Spiels, wobei die Bewegungen eines Spielobjekts in Echtzeit vorgegeben und klanglich wiedergegeben werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durch¬ führung des obigen Verfahrens sowie ein Computerprogramm- produkt.
Mit der Verbreitung des Personalcomputers (Rechners) hat sich eine Spielindustrie etabliert, die ein breites Reper¬ toire von Computerspielen anbietet. Beispielsweise ist von der Firma ATARI das Spiel „Ping-PongΛλ bekannt geworden, dass das Tischtennisspiel auf dem Computer nachbildet. Hierzu wird der auf dem Monitor angezeigte Tischtennis¬ schläger mittels Joystick oder Tastatur so bewegt, dass ein visuell angezeigter bewegbarer Ball zurückgeschlagen werden kann, wobei während des Rückschlags ein Ton erzeugt wird. Bei diesem bekannten Tischtennisspiel handelt es
ERSATZBLATT sich um ein visuelles Computerspiel, da die Bewegung des Tischtennisschlägers durch den Nutzer im Wesentlichen durch visuelle Reize erfolgt.
Weiterhin sind virtuelle Bewegungsspiele bekannt, wie bei¬ spielsweise das „Virtual Table Tennis", bei dem ein Spie¬ ler einen mit einem Markierungspunkt versehenen Tischten¬ nisschläger in der Hand hält.In Verbindung mit einer Web¬ kamera und einer Steuereinheit wird die aktuelle Position des Tischtennisschlägers ermittelt und in einem Monitor visuell übertragen, so dass ein auf dem Monitor angezeig¬ tes Tischtennisspiel mit einem Computer oder einem weite¬ ren Nutzer ermöglicht wird, siehe http://www.vtt.fi/multimedia/camball.html. Dieses Spiel enthält eine sportliche Bewegungskomponente, da der Nutzer sich mit dem Tischtennisschläger im Raum bewegen muss. Dieses Spiel ist jedoch nicht für sehgeschädigte oder blinde Personen geeignet.
Ferner sind auditive Computerspiele bekannt geworden, die für sehgeschädigte und blinde Personen geeignet sind. Bei¬ spielsweise ermöglicht das Spiel „Super Tennis" (http://www.2hku.nl/~audiogam/ag/index.php), dass ein Nut¬ zer mittels eines Joysticks oder einer Tastatur eines Com- puters einen Schläger betätigen kann, dessen Lage auf dem im Monitor angezeigten Feld klanglich angezeigt wird. Bei¬ spielsweise hört der Nutzer bei Positionierung des Schlä¬ gers an einer linken Seite des Feldes einen anderen Ton als bei Positionierung desselben in der Mitte oder am rechten Ende des Spielfeldes. Ein Treffen des vom Computer entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn erzeugten Balls als Spielobjekt wird durch einen gesonderten Klang dem Nutzer deutlich gemacht. Dieses Computerspiel ist jedoch darauf beschränkt, dass sich der Nutzer an einem festen Ort befindet und die Tasten bzw. den Joystick bedient. Ei- ne sportliche Bewegungskomponente enthält dieses Spiel nicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines auditiven Spiels sowie eine Vorrich¬ tung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Computer¬ programmprodukt anzugeben, dass ein sonifikationsbasiertes Spiel gewährleistet ist, das eine sportbezogene Bewegung des Nutzers ermöglicht und durch akustische Rückmeldung über das eigene Handeln die soziale Interaktion fördert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfah¬ ren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach Beginn eines Bewegungs- ereignisses stets ein Bewegungszustand des Spielobjekts in einem dreidimensionalen Raum einerseits und stets ein Be¬ wegungszustands eines menschlichen Nutzerobjektes im drei¬ dimensionalen Raum andererseits ermittelt wird, dass stets der Bewegungszustand des Spielobjekts und der Bewegungszu- Stands des Nutzerobjekts verglichen wird und in Abhängig¬ keit vom Vergleichsergebnis ein akustisches Bewegungszu- standssignal an den Nutzer ausgegeben wird, wobei dem Nut¬ zer durch das Klangmuster des akustischen Bewegungszu- standssignals die aktuelle Position des Spielobjektes ver- mittelt wird.
Die Erfindung ermöglicht eine akustische Bewegungssteue¬ rung über eine interaktive Sonifikation, die im Bereich des Behindertensports, des Sportspiels, der Bewegungsthe- rapie, der Datennavigation und dergleichen eingesetzt wer¬ den kann. Die Erfindung sieht zum einen die virtuelle Be¬ wegung eines Spielobjektes im dreidimensionalen Raum vor. Zum anderen sieht sie die Ermittlung des Bewegungszustan- des eines menschlichen Nutzerobjektes vor, wobei in Abhän- gigkeit von der Relativlage des Nutzerobjektes zu dem Spielobjekt gegebenenfalls ein neues Bewegungsereignis eingeleitet wird. Die Einleitung des weiteren Bewegungser¬ eignisses, vorzugsweise durch Erfüllen einer vorgegebenen Bedingung durch das Nutzerobjekt, wird durch Abgabe eines akustischen Bewegungszustandssignals signalisiert, so dass eine akustische Rückmeldung an den Nutzer gegeben wird. Die Erfindung erfolgt im Echtzeitbetrieb, so dass bei¬ spielsweise auditive Sportspiele mit einer Bewegungskompo¬ nente des Nutzers, wie beispielsweise Badminton mit einem virtuellen Ball und einem virtuellen Schläger, ermöglicht wird. Durch die Ausgabe vorgegebener Klangmarken werden dem Nutzer Hinweise auf den virtuellen Ballort in Bezug auf den Schlägerort gegeben. Ferner ermöglicht die Erfin¬ dung ein bewegungstherapeutisches Training, bei dem der Nutzer angeleitet wird, vorgegebene Bewegungsereignisse, die durch Sonifikation ihm mitgeteilt werden, nachzubil¬ den. Beispielsweise können vorgegebene die Beweglichkeit der Wirbelsäule unterstützende Körperbewegungen aktiv trainiert werden. Die Erfindung ermöglicht darüber hinaus in der Datenanalyse die Nutzung zur Interaktion und Navi¬ gation. Beispielsweise können Suchaufgabe nach Optima ei¬ ner Kostenfunktion durch akustische Hinweise unterstützt werden.
Zur Lösung der Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung gekennzeichnet durch ein Sensormodul zur Erfassung des dreidimensionalen Bewegungszustandes des menschlichen Nutzerobjektes, ein Steuermodul zur Erstellung eines Re¬ chenmodells, in dem der dreidimensionale Bewegungszustand des Spielobjektes mit dem dreidimensionalen Bewegungszu¬ stand des Nutzerobjekts und/oder in Echtzeit berechnet und die Bewegungszustände des Nutzerobjekts und des Spielob¬ jekts miteinander verglichen wird, ein Sonifikationsmodul zur klanglichen Darstellung des in dem Steuermodul erzeug- ten Bewegungszustandssignals in Abhängigkeit von der aktu¬ ellen Position des Spielobjekts.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht insbesondere für sehgeschädigte ein motivierendes Sportspiel. Das Spielerlebnis kann durch eindeutige Rückmeldungen erhöht werden, wobei ein flüssiger Handlungsablauf und eine Auf¬ merksamkeitszentrierung gewährleistet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wesentliche Module der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Mobiltelefon integriert, so dass zum einen auf für das für die Erfindung erforderliche Hardwareressourcen zu¬ rückgegriffen werden kann und zum anderen die Vorrichtung an einem beliebigen Ort Einsatz finden kann. Auch für Nichtsehgeschädigte wird hierdurch ein auditives Bewe¬ gungsspiel bereitgestellt, das beispielsweise in Pausen am Büroarbeitsplatz eingesetzt werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Kommunika¬ tionsmodul vorgesehen, so dass eine Distanz überbrückende Bewegungskoordination von mehreren Nutzern ermöglicht wird. Bei Einsatz eines Mobiltelefons können die Bewe- gungszustandsdaten über ein Datennetz, wie beispielsweise ein UMTS-Netz, übertragen werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weite¬ ren Ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an¬ hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung,
Figur 2 ein schematischer Ablaufplan eines auf die er- findungsgeraäße Vorrichtung angewandten Sport¬ spiels und
Figur 3 ein Blockschaltbild eines in Mobiltelefonen in¬ tegrierten Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eingesetzt werden als auditives Sportspiel/Bewegungsspiel im Zusammenhang mit Personalcomputern, Mobiltelefonen oder anderen Gerä¬ ten, die einen Mikroprozessor sowie Schnittstellen für die Eingabe-Ausgabe bzw. Anzeige von Daten aufweisen. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum bewegungsthera¬ peutischen Training sowie zur Navigation/Exploration von Daten eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Steuermodul 1, einem Sensσrmodul 2 und einem So- nifikationsmodul 3, wie aus Figur 1 zu ersehen ist.
Das Steuermodul 1 dient zur Erstellung eines Weltmodells (Rechenmodell) , in dem der dreidimensionale Bewegungszu¬ stand eines Spielobjektes und der dreidimensionale Bewe¬ gungszustand eines Nutzerobjektes in Echtzeit berechnet und miteinander verglichen werden. Ferner modelliert das Steuermodul 1 ein vorgegebenes Bewegungsereignis des Spielobjektes. Bei Einsatz der Vorrichtung für ein auditi¬ ves Badmintonspiel ist das Spielobjekt ein virtueller Ball, dessen Flugbahn durch das Steuermodul modelliert und in Echtzeit berechnet wird. Das Nutzerobjekt korrespon¬ diert zu einem virtuellen Schläger, der beispielsweise durch ein Mobiltelefon - wie später beschrieben wird - repräsentiert werden kann.
Das Weltmodell, das durch ein mehrdimensionales Rechenmo- dell repräsentiert wird, beschreibt den aktuellen Zustand des virtuellen Balles (Spielobjekt) und des virtuellen Schlägers (Nutzerobjekt) . Vorzugsweise werden die dreidi¬ mensionalen Bewegungszustandsdaten 4 des Nutzerobjektes durch das Sensormodul 2 generiert und dem Steuermodul 1 zur Verfügung gestellt. Nach Berechnung bzw. Bewertung der Bewegungszustandsdaten 4 des Nutzerobjektes und des Spiel¬ objektes wird ein Bewegungszustandssignal 5 von dem Steu¬ ermodul 1 an das Sonifikationsmodul 3 übertragen, indem diese in ein akustisches Bewegungszustandssignal 6 umge- wandelt wird, das einen Nutzer 7 ausgegeben wird.
Das akustische Bewegungszustandssignal 6 ermöglicht eine stetige akustische Rückmeldung über die aktuelle Position des virtuellen Balls. Weiterhin kann die Zonierung des Spielfeldes über akustische Spielfeldmarkierungen akus¬ tisch wiedergegeben werden, wobei hinsichtlich des Errei- chens einer Spielfeldgrenze im Raum diskrete akustische Rückmeldungen dem Nutzer 7 mitteilen, dass er sich mit seinem Schläger wieder innerhalb des Spielfeldes orientie- ren soll. Das akustische Bewegungszustandssignal 6 vermit¬ telt mittels eines Kontaktklanges dem Nutzer 7 die Infor¬ mation, dass der virtuelle Ball durch den virtuellen Schläger getroffen worden ist und somit ein Rückschlag vollzogen wurde. Ferner kann das akustische Bewegungszu- Standssignal 6 Klangmuster enthalten, die dem Nutzer 7 Aufschluss geben über die Entfernung des Balls von dem virtuellen Schlägers, die Flugrichtung des virtuellen Balls sowie die aktuelle Entfernung des virtuellen Schlä¬ gers zum virtuellen Ball. Die Distanz des virtuellen Schlägers zum Ball kann beispielsweise durch akustische Signale erfolgen, deren Pulsraten abhängig sind von der Entfernung des virtuellen Balls von dem virtuellen Schlä¬ ger. Darüber hinaus kann auch ein akustisches Bewegungszu- standssignal 6 erzeugt werden, das real unhörbare Attribu- te, wie die Krümmung der Ballbahn oder relative Ortsinfor¬ mationen des virtuellen Balls umfasst. Ferner kann das a- kustische BewegungszustandsSignal 6 auch eine Verklangli- chung der Geschwindigkeit des virtuellen Balls enthalten.
Als Reaktion auf die akustischen BewegungszustandsSignale 6 kann der Nutzer 7 seinen virtuellen Schläger so bewegen, dass dieser sich der vorgegebenen Flugbahn des virtuellen Balls nähert und diesen zum richtigen Zeitpunkt virtuell trifft. Damit der Nutzer 7 stets auch eine akustische In- formation über die Relativlage des virtuellen Balls zu dem virtuellen Schläger hat, wird die aktuelle Position des virtuellen Schlägers bzw. der Ortsdaten 8 durch geeignete Sensoren (Kraft- und Beschleunigungssensoren) ermittelt.
In Figur 2 ist ein Ablaufplan für ein virtuelles Badmin¬ tonspiel dargestellt. Das Steuermodul 1 erzeugt mit Beginn des Spiels eine vorgegebene Flugbahn des virtuellen Bal¬ les, Schritt (10) . Gleichzeitig werden in Echtzeit der ak¬ tuelle Bewegungszustand des virtuellen Schlägers (11) so- wie der aktuelle Bewegungszustand des virtuellen Balls (12) ermittelt. Der aktuelle Bewegungszustand des virtuel¬ len Schlägers kann in dem Sensormodul 2 oder in dem Steu¬ ermodul 1 erfolgen. Die Ermittlung des aktuellen Bewe- gungszustands des virtuellen Balls (12) erfolgt im Steuer- modul 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass der aktuelle Bewegungszustand des virtu¬ ellen Schlägers (11) in der Steuereinheit 1 erfolgt, wobei die Ortsdaten des virtuellen Schlägers durch das Sensormo¬ dul 2 ermittelt werden. Wie bereits oben beschrieben, er- folgt durch das Sonifikationsmodul 3 eine stetige akusti- sehe Ausgabe für den Nutzer 7 über die Relativposition des virtuellen Schlägers im Bezug zu dem virtuellen Ball gemäß dem vorgegebenen Bewegungsereignis (vorgegebene Flugbahn des virtuellen Balls) . Durch Bewegung des Nutzers 7 kann dieser auf die Lage des virtuellen Schlägers einwirken und gibt somit eine Rückmeldung an die Steuereinheit 1 in der dann der Bewegungszustand des Schlägers aktualisiert wird. In vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt in dem Steuermodul 1 ein Vergleich 13 zwischen dem aktuellen Bewegungszustand des virtuellen Schlägers (11) und dem aktuellen Bewegungs¬ zustand des virtuellen Balls (12) . Wird eine Übereinstim¬ mung festgestellt, dass heißt die Ortspositionen des vir¬ tuellen Schlägers und des virtuellen Balls stimmen über¬ ein, wird eine einen Rückschlag repräsentierende Klangmar- ke in dem Sonifikationsmodul 3 nach Ansteuerung durch das Steuermodul 1 erzeugt sowie als ein neues Bewegungsereig¬ nis der virtuelle Ball mit einer neuen vorgegebenen Flug¬ bahn (14) beaufschlagt, die abhängig sein kann von den Zu- standsdaten des virtuellen Schlägers. Beispielsweise re- sultiert die durch virtuellen Rückschlag eingeleitete Flugbahn in Abhängigkeit von Parametern, wie die Geschwin¬ digkeit des Schlägers, die Größe des virtuellen Schlägers und der Schlagtechnik, wie beispielsweise das Vermitteln eines Drehimpulses des virtuellen Balls. Mit dem neuen Be- wegungsereignis werden nun die aktuellen Bewegungszustand¬ daten des virtuellen Balls (12) und die virtuellen Schlä¬ gers eines anderen Nutzers berechnet, und - wie oben be¬ schrieben - ein Vergleich (13) ausgeführt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrich¬ tung in einem Mobiltelefon 20 integriert sein. Das Steuer¬ modul 1 kann beispielsweise als Softwareprodukt ausgebil¬ det sein, das mittels einer Datenträgerkarte oder direkt über eine Datenschnittstelle innerhalb des Mobiltelefons 20 mittels eines dort enthaltenen Mikroprozessors 21 ab- laufen kann. Alternativ kann das Softwareprogramm auch di¬ rekt über ein Datennetz in einen Speicher des Mobiltele¬ fons 20 eingespeist werden.
Das Sensormodul 2 weist im Wesentlichen eine Sensorsteuer¬ einheit 22, einen Kraftsensor 23 und einen Beschleuni¬ gungssensor 24 auf. Hierdurch werden die Bewegungszu- standssignale des virtuellen Schlägers ermittelt, so dass eine Schätzung der relativen Position des virtuellen Schlägers im Steuermodul 1 erfolgen kann. Ein Sonifikati- onsmodul 3 ist in dem Mobiltelefon 20 integriert. Vorzugs¬ weise weist das Mobiltelefon 20 eine Vibrationseinheit 25 auf, die dazu genutzt werden kann, dem Nutzer 7 zusätzlich zu der Klangmarke ein haptisches Signal zur Vermittlung eines vollzogenen Rückschlags zu erzeugen. Hierzu kann vorzugsweise die von die Telefonie vorgesehene integrierte Vibrationseinheit 25 des Mobiltelefons 20 eingesetzt wer¬ den.
Das Mobiltelefon 20 bildet im vorliegenden Ausführungsbei¬ spiel einen virtuellen Schläger, dessen Ort beispielsweise durch eine Webkamera oder andere Mittel bestimmt werden kann. Das Mobiltelefon 20 befindet sich als erster Schlä¬ ger in der Hand eines ersten Nutzers, der mit einem durch ein zweites Mobiltelefon 30 repräsentierenden Schläger ei¬ nes anderen Nutzers das virtuelle Badmintonspiel ausführt. Das zweite Mobiltelefon 30 hat den gleichen Aufbau wie das Mobiltelefon 20, enthält insbesondere das Steuermodul 1, das Sensormodul 2 sowie das Sonifikationsmodul 3 zur Aus- gäbe der akustischen Klangmarken. Das Sonifikationsmodul 3 ist als ein Kopfhörer (Headset) ausgebildet, der mit einer Leitung oder drahtlos mit dem Mobiltelefon 20, 30 verbun¬ den ist. Die Mobiltelefone 20, 30 sind über ein Kommunika¬ tionsmodul 31 miteinander gekoppelt. Das Kommunikationsmo- dul 31 kann beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle darstellen, wenn sich die Nutzer in Sichtweite gegenüber¬ stehen. Alternativ kann das Kommunikationsmodul 31 auch ein Datennetz darstellen, beispielsweise ein GSM-Netz oder ein UMTS-Netz, so dass ein Sportspiel von ortsfern zuein- ander angeordneten Nutzern ermöglicht wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können auch mehr als zwei Spieler miteinander das Bewegungsspiel ausführen. Es ist nicht auf Badminton beschränkt, sondern kann auch entsprechend einer Therapie die Synchronisation einer Be¬ wegung eines ersten Menschen mit der Bewegung eines zwei¬ ten Menschen betreffen. Beispielsweise kann das Sensormo¬ dul 2 auch an einem Rücken eines Nutzers befestigt sein zusätzlich zu einem Handsensor, so dass eine therapeuti- sehe Anwendung mit einem vorgegebenen Bewegungsmuster für den Nutzer ermöglicht wird. Alternativ kann das Sensormo¬ dul auch in einer Kleidung integriert sein, so dass vorge- gebene Bewegungen insbesondere beim Choreographietraining im Theater oder dergleichen ermöglicht wird.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Steuerung eines auditiven Spiels, wobei die Bewegungen eines Spielobjekts in Echtzeit vorgege- ben und klanglich wiedergegeben werden, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass nach Beginn eines Bewegungsereig¬ nisses stets ein Bewegungszustand (12) des Spielob¬ jekts in einem dreidimensionalen Raum einerseits und stets ein Bewegungszustand (11) eines menschlichen Nutzerobjektes im dreidimensionalen Raum andererseits ermittelt wird, dass stets der Bewegungszustand (12) des Spielobjekts und der Bewegungszustand (11) des Nutzerobjekts verglichen wird und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis (13) ein akustisches Bewegungszu- Standssignal (6) an den Nutzer (7) ausgegeben wird, wobei dem Nutzer (7) durch das Klangmuster des akusti¬ schen Bewegungszustandssignals (6) die aktuelle Posi¬ tion des Spielobjektes vermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn und/oder das Ende des Bewegungsereig¬ nisses durch eine Klangmarke akustisch signalisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Spielobjekt während des Bewegungsereig¬ nisses eine vorgegebene Bewegungsbahn durchläuft, wo¬ bei ein anschließendes weiteres Bewegungsereignis durch eine vorgegebene Bedingung in Abhängigkeit von dem Bewegungszustand des Nutzerobjektes eingeleitet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch - ein Sensormodul (2) zur Erfassung des dreidimensio¬ nalen Bewegungszustandes (11) des menschlichen Nut¬ zerobjektes,
- ein Steuermodul (1) zur Erstellung eines Rechenmo- dells, in dem der dreidimensionale Bewegungszustand des Spielobjektes mit dem dreidimensionalen Bewe¬ gungszustand des Nutzerobjekts und/oder in Echtzeit berechnet und die Bewegungszustände des Nutzerob¬ jekts und des Spielobjekts miteinander verglichen wird,
- ein Sonifikationsmodul (3) zur klanglichen Darstel¬ lung des in dem Steuermodul (1) erzeugten Bewe- gungszustandssignals (6) in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Spielobjekts.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (2) ein Kraftsensor (23) und/oder einen Beschleunigungssensor (24) und/oder einen Orts- sensor aufweist zur Bereitstellung von Sensordaten für die Bestimmung des Bewegungszustandes des Nutzerobjek¬ tes und dass das Sensormodul (2) fest mit dem Nutzer¬ objekt verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Sensormodul (2) einen Mikrocontrol- ler aufweist, in dem unter Berücksichtigung der ermit¬ telten Sensordaten die absolute und/oder relative Lage des Nutzerobjekts zu dem Spielobjekt ermittelt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (2) und/oder das Sonifikationsmodul (3) und/oder das Steuermodul (1) in einem Mobiltelefon (20, 30) integriert angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kommunikationsmodul (31) vor¬ gesehen ist zur Übertragung der Bewegungszustandsdaten (11, 12) von einem Mobiltelefon (20) zu einem weiteren Mobiltelefon (30) und vice versa.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul (31) in dem Mobiltelefon (20, 30) integriert ist und eine . Ü- bertragung der Bewegungszustandsdaten über ein Daten¬ netz, insbesondere über ein GSM-Netz oder UMTS-Netz, ermöglicht.
10. Verwendung eines Verfahrens oder einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche zur akustischen Bewegungskontrolle für einen menschli¬ chen Nutzer.
11. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers oder Mobiltelefons
(20, 30) geladen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt Softwareabschnitte aufweist, mit denen das Verfahren nach einem der vor¬ stehenden Verfahrensansprüche ausgeführt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Computer bzw. dem Mobiltelefon (20, 30) abläuft.
12. Computerprogrammprodukt, das; auf einem tragbaren Da¬ tenträger gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt Softwareabschnitte aufweist, mit denen das Verfahren nach einem der vor¬ stehenden Verfahrensansprüche ausgeführt wird, wenn das Computerprodukt in den internen Speicher eines di¬ gitalen Computers oder eines Mobiltelefons (20, 30) geladen wird und auf demselben abläuft.
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