TWI774190B

TWI774190B - 遊戲控制裝置及遊戲系統

Info

Publication number: TWI774190B
Application number: TW110101434A
Authority: TW
Inventors: 鄭秋豪
Original assignee: 孕龍科技股份有限公司
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2021-01-14
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW202130397A; US20210245045A1; US11534686B2

Abstract

一種遊戲控制裝置包括一處理模組及電性連接處理模組的至少一按鍵、一訊號收發模組、一時脈產生模組及一通訊模組，在按鍵被按壓時，處理模組產生對應的一按鍵碼，且依當下的計時時間作為絕對的一按壓時間，並且產生一按鍵封包，按鍵封包包含按鍵碼及按壓時間。處理模組經由通訊模組發送按鍵封包。一種遊戲系統，包含有一伺服器、複數個主機，伺服器與主機經由網路連線，主機分別連接複數個上述的遊戲控制裝置，各主機接收各遊戲控制裝置發送的按鍵封包並傳送到伺服器。伺服器依所接收的按鍵封包中絕對的按壓時間判斷按下各按鍵的時間先後。

Description

遊戲控制裝置及遊戲系統

本發明係與線上遊戲的控制有關；特別是指一種遊戲控制裝置。

隨著網路科技的發展，線上遊戲已蔚為風行，習用的線上遊戲系統包含一伺服器與複數個主機，該些主機經由網際網路連線到伺服器，各該主機連接一遊戲控制裝置，使用者使用遊戲控制裝置以操控各該主機進行遊戲。

使用者按下該遊戲控制裝置的一按鍵後，該遊戲控制裝置將該按鍵對應的一按鍵碼傳送到該主機，主機將按鍵碼經由網際網路傳送到伺服器，伺服器收到按鍵碼時，依按鍵碼控制遊戲的進行。

然而，在多個使用者連線遊玩時，由於各主機與伺服器之間的網路連線狀況可能各不相同，例如，網路速度不同、或部分的主機經由較多的網路節點連線到伺服器，由於網路連線狀況有變因存在，因此，即便有二個使用者在同一時間點按下各自的遊戲控制裝置之按鍵，伺服器收到二個按鍵碼的接收時間亦會有先、後的差異。亦或是發生先按下的按鍵，因網路的延遲而造成伺服器後收到按鍵碼的情形。如此，可能會影響遊戲的公平性。例如在電競比賽中，有可能因為上述情況而造成比賽結果翻轉。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種遊戲控制裝置及遊戲系統，可讓伺服器準確判斷遊戲控制裝置之按鍵被按壓時的絕對時間。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種遊戲控制裝置，用以與一主機訊號連接；該遊戲控制裝置包含至少一按鍵、一訊號收發模組、一時脈產生模組與一處理模組，其中，該訊號收發模組用以與該主機通訊，以及接收一通訊訊號，所接收的通訊訊號包含一時間訊息；該時脈產生模組用以產生連續的時脈訊號；該處理模組電性連接該至少一按鍵、該訊號收發模組、該時脈產生模組號與該通訊模組；在該處理模組收到該通訊訊號後，取得該時間訊息，該處理模組以該訊號收發模組的時間訊息為基準設定為當下的時間並依據該時脈訊號計時，而產生一計時時間；該處理模組在該至少一按鍵被按壓後，產生對應的一按鍵碼，且以該至少一按鍵被按壓時的該計時時間作為一按壓時間，並且產生一按鍵封包，其中，該按鍵封包包含該按鍵碼及該按壓時間；該處理模組透過該訊號收發模組傳送該按鍵封包至該主機。

本發明提供的一種遊戲系統，包含有一伺服器、複數個主機及複數個上述的遊戲控制裝置，其中，該伺服器連接一網際網路且用以執行一伺服器端的遊戲程式；該些主機透過該網際網路與該伺服器連線；該些主機分別執行一用戶端的遊戲程式；該些遊戲控制裝置分別與該些主機通訊，各該處理模組透過各該訊號收發模組傳送對應的按鍵封包至各該主機；其中，各該主機將各該按鍵封包傳送至該伺服器；該伺服器解析各該按鍵封包，以取得各該按鍵封包中的該按鍵碼及該按壓時間，且該伺服器依據由取得的各該按鍵封包中的按壓時間，判斷該些遊戲控制裝置的至少一按鍵被按壓的時間先後順序，並依各該按鍵封包中的按鍵碼控制遊戲的進行。

藉此，遊戲控制裝置可以接收通訊訊號中絕對的時間訊息，據以產生按鍵封包，可讓伺服器準確判斷遊戲控制裝置之按鍵被按壓時的絕對時間，不因網路傳輸延遲而影響遊戲的公平性。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本發明第一較佳實施例之遊戲系統1，包含有一伺服器10、複數個主機12，其中，伺服器10連接網際網路14且用以執行伺服器端的遊戲程式，本實施例中。該些主機12是位於用戶端並且透過網際網路14與伺服器10連線，該些主機12可以是個人電腦、行動裝置（手機、平板電腦、筆記型電腦）。該些主機12分別執行用戶端的遊戲程式，各主機12與伺服器10連線後，各使用者即可線上遊玩。

請配合圖２，其中的主機12是以遊戲主機為例，該主機12連接一螢幕16、至少一遊戲控制裝置18。本實施例中，該至少一遊戲控制裝置18是遊戲手把。各遊戲控制裝置18可以有無線或有線的方式與該主機12通訊。主機12執行用戶端遊戲程式時，透過螢幕16顯示遊戲畫面，並且使用者可使用各該遊戲控制裝置18操控遊戲。

請配合圖３，各該遊戲控制裝置18包括一處理模組20、複數個按鍵22、一以全球定位系統（Global Positioning System，GPS）接收模組24為例的訊號接收模組、一時脈產生模組26及一通訊模組28，其中，該處理模組20電性連接該些按鍵22、該全球定位系統接收模組24、該時脈產生模組26及該通訊模組28。該處理模組20可為微處理器、微控制器（MCU）、如FPGA（Field-programmable gate array）、CPLD（Complex Programmable Logic Device）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）等邏輯元件之任一者或多者的組合。該些按鍵22供使用者按壓，任一該按鍵22被按壓後產生對應被按壓之按鍵22的一電訊號傳送到該處理模組20，所述按鍵可為數位按鍵或類比按鍵（例如類比的方向鍵）。

該全球定位系統接收模組24與該通訊模組28構成本實施例之訊號收發模組，訊號收發模組供與主機12通訊及接收通訊訊號。更詳而言，該全球定位系統接收模組24接收以衛星定位訊號為例的通訊訊號並傳送到該處理模組20，所接收的衛星定位訊號包含一GPS時間訊息（即本發明定義的時間訊息，且時間訊息為絕對時間）。該時脈產生模組26用以產生連續的時脈訊號給該處理模組20，該時脈產生模組26可為振盪器，例如石英振盪器。該通訊模組28供與該主機12通訊，該通訊模組28可採用無線或有線的通訊模組，無線的通訊模組可例如是藍牙通訊模組、無線射頻（RF）通訊模組，有線的通訊模組可例如是USB通訊界面。於本實施例中，訊號接收模組與通訊模組28分別用以接收不同的訊號。

該處理模組20可控制該全球定位系統接收模組24啟動，使該全球定位系統接收模組24搜尋衛星定位訊號。該全球定位系統接收模組24收到該衛星定位訊號後傳送至該處理模組20。在該處理模組20收到該衛星定位訊號後，取得該GPS時間訊息時，以該GPS時間訊息為基準設定為當下的時間，並依據該時脈產生模組26產生的該時脈訊號開始計時，而產生一計時時間。該全球定位系統接收模組24完成定位後可每秒鐘可送出脈衝訊號，該處理模組20收到該脈衝訊號時，依收到的該GPS時間訊息進行一次時間校正；或每次該處理模組20收到該GPS時間訊息時，即會進行一次時間校正，因此，可減少只依靠該時脈訊號計時所產生的時間誤差。

在任一該按鍵22被按壓後，該處理模組20產生對應的一按鍵碼，且依當下的該計時時間作為一按壓時間，並且產生一按鍵封包，該按鍵封包包含該按鍵碼及該按壓時間。該處理模組20透過該通訊模組28傳送該按鍵封包至該主機12，由該主機12將該按鍵封包傳送至該伺服器10。該伺服器10則會解析該按鍵封包，以取得該按鍵碼及該按壓時間，並將該按壓時間訂為使用者按下該按鍵的時間。

該處理模組20可每隔一預定時間啟動一次該全球定位系統接收模組，或由使用者按壓特定的一按鍵22或多個按鍵22之組合，以觸發該處理模組20啟動該全球定位系統接收模組24，藉此可節省電力的消耗。該全球定位系統接收模組24接收衛星定位訊號後，該處理模組20則可禁用（disable）該全球定位系統接收模組24運作，直到下次的預定時間到達，或使用者按壓特定的一按鍵22或多個按鍵22之組合。例如，使用者帶著該遊戲控制裝置18至可接收到衛星定位訊號的場所（例如戶外）時，按壓特定的一按鍵22或多個按鍵22之組合，觸發該處理模組20啟動該全球定位系統接收模組24接收衛星定位訊號，讓該處理模組20校正計時時間。

由於GPS時間訊息是由衛星所發送，因此，即便該些遊戲控制裝置18的使用者分別處在不同的地區，該些遊戲控制裝置18之全球定位系統接收模組24收到的GPS時間訊息皆是統一的絕對時間。藉此，多個使用者使用多個主機12進行連線遊玩時，該伺服器10可依據由該些主機12所傳來的按鍵封包中的按壓時間，判斷各個使用者按下按鍵22的時間先後順序，進而控制遊戲的進行。由於伺服器10所接收的按壓時間是各遊戲控制裝置18依據GPS時間訊息校正計時時間後而產生，因此，即使各主機12與伺服器10之間因網路速度有所不同，導致伺服器10收到各主機12傳來的按鍵封包的接收時間有所差異，但伺服器10解析各該按鍵封包取得各該按壓時間後，即可判斷出各使用者按下按鍵的時間，藉此，讓遊戲的進行更為公平。

圖４所示為第二較佳實施例之遊戲控制裝置30，其係以第一較佳實施例之遊戲控制裝置18為基礎，更包括一提示模組32電性連接該處理模組。該提示模組32可包括一光源，例如LED，提示模組32或可包括一蜂鳴器。該處理模組20於校正產生計時時間時開始計時，並於計時的時間達到一預定時間時，若仍未接收到該衛星定位訊號，則控制該提示模組32發出一提示訊息，例如控制該光源點亮或閃爍，或蜂鳴器發出聲音。藉此，提示使用者要將該遊戲控制裝置18移至可接收到衛星定位訊號的場所，觸發該處理模組20啟動該全球定位系統接收模組24接收衛星定位訊號，讓該處理模組20校正計時時間。

請參圖５所示，本發明第三較佳實施例的主機34係以個人電腦主機為例，遊戲控制裝置36的數量為複數個且分別以滑鼠、鍵盤為例，遊戲控制裝置36的架構與第一實施例相同。

請參圖６所示，本發明第四較佳實施例的主機38可以是電腦主機或遊戲主機，該主機38連接一觸控螢幕40，本實施例中，該觸控螢幕40構成遊戲控制裝置，且該觸控螢幕40架構與第一實施例大致相同，差別是以該觸控螢幕40上的至少一觸控區402作為至少一虛擬的按鍵。在使用者點選觸控區402時，產生該處理模組20透過該通訊模組28傳送對應觸控區402的封包至該主機38。

圖７所示為本發明第五較佳實施例之遊戲控制裝置50，其係具有大致相同於第一實施例的遊戲控制裝置18之架構，不同的是，本實施例的處理模組52包含相電性連接的一微控制器522與一以FPGA 524為例的邏輯元件，微控制器522電性連接全球定位系統接收模組24、及通訊模組28，FPGA 524電性連接時脈產生模組26及按鍵22，時脈產生模組26產生的時脈訊號傳送到FPGA 524，在FPGA 524內部經由鎖相迴路（Phase-locked loops，PLL）524a後輸出到計時器524b以及輸至外部傳送到微控制器522，作為計時器524b及微控制器522運作的時脈。由於時脈訊號經鎖相迴路524a才輸出，因此，可以減少輸出到計時器524b及微控制器522之時脈訊號的雜訊干擾。

遊戲控制裝置50的動作流程如下：

微控制器522重置FPGA 524，例如可透過I2C或I/O介面重置FPGA 524；

微控制器522透過一傳輸介面54，例如UART（通用非同步收發傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），控制全球定位系統接收模組24接收衛星定位訊號，及控制全球定位系統接收模組24輸出週期性的一脈衝訊號S01，例如每秒1個脈衝，其工作週期（duty cycle）可由微控制器522透過該傳輸介面設定，且可透過該傳輸介面54設定全球定位系統接收模組24輸出的封包種類、baud rate等。脈衝訊號S01會輸出至FPGA 524及微控制器522。

微控制器522會檢查全球定位系統接收模組24輸出的封包中的一有效（Valid）欄位，以確定全球定位系統接收模組24是否已接收到衛星定位訊號。

在微控制器522確認全球定位系統接收模組24接收到衛星定位訊號時，全球定位系統接收模組24輸出的封包中包含該GPS時間訊息。微控制器522於脈衝訊號S01的下一個脈衝產生前，微控制器522將該GPS時間訊息傳輸給FPGA 524（例如透過I2C傳輸），FPGA 524以該GPS時間訊息為基準設定計時器524b作為當下的時間。FPGA 524並依據該時脈產生模組26產生的該時脈訊號開始計時，而產生一計時時間。本實施例中，處理模組52收到脈衝訊號S01時，可進行一次時間校正。

要偵測按鍵22時，微控制器522傳輸一設定偵測指令至FPGA 524（例如透過I2C傳輸），令FPGA 524開始偵測按鍵。

所要偵測的按鍵22為數位的按鍵時，任一該按鍵22被按壓後，FPGA 524將一按壓狀態傳送到微控制器522，同時FPGA 524將按鍵22被按壓時的計時時間作為一按壓時間，並將被按壓的按鍵22之該按鍵碼及該按壓時間儲存於FPGA內部的一暫存器，微控制器522再讀取該暫存器之內容，以取得被按壓的按鍵22之該按鍵碼及該按壓時間，並且產生對應的一按鍵封包，透過該通訊模組28傳送該按鍵封包至該主機12。

所要偵測的按鍵22為類比的按鍵22時，FPGA 524週期性將一按壓狀態傳送到微控制器522，同時FPGA 524將按鍵22被按壓時的計時時間作為一按壓時間，並週期性地將被按壓的類比的按鍵按鍵22之該按鍵碼及該按壓時間儲存於FPGA內部的一暫存器。微控制器522收到該按壓狀態時，讀取該FPGA 524內部的一類比數位轉換器（ADC）的數值、及讀取該暫存器之內容，並且產生對應的一按鍵封包，此按鍵封包包含被按壓的類比的按鍵按鍵22之該按鍵碼、該按壓時間及數值。微控制器522透過該通訊模組28傳送該按鍵封包至該主機12。

上述各實施例的遊戲控制裝置亦只可包括一按鍵22。此外，訊號收發模組亦可接收其它載有時間訊息的通訊訊號，例如主機與以有線或無線的方式連接網際網路時，由主機取得網路的時間訊息，而訊號收發模組與主機通訊時，主機定期傳送載有時間訊息的通訊訊號給遊戲控制裝置的訊號收發模組。於其它實施例中，主機亦可包括一全球定位系統接收模組以接收衛星定位訊號中的GPS時間訊息，並且主機傳送載有GPS時間訊息的通訊訊號給遊戲控制裝置的訊號收發模組。

在一實施例中，遊戲控制裝置之訊號收發模組亦可接收其它的無線訊號，例如Wi-Fi訊號或行動網路訊號，而處理模組可取得Wi-Fi訊號或行動網路訊號所載之時間訊息。

據上所述，藉由在遊戲控制裝置設置訊號收發模組，可讓伺服器準確判斷遊戲控制裝置之按鍵被按壓時的絕對時間，不因網路傳輸延遲而影響遊戲的公平性。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

1:遊戲系統 10:伺服器 12:主機 14:網際網路 16:螢幕 18:遊戲控制裝置 20:處理模組 22:按鍵 24:全球定位系統接收模組 26:時脈產生模組 28:通訊模組 30:遊戲控制裝置 32:提示模組 34:主機 36:遊戲控制裝置 38:主機 40:觸控螢幕 402:觸控區 50:遊戲控制裝置 52:處理模組 522:微控制器 524:FPGA 524a:鎖相迴路(PLL) 524b:計時器 54:傳輸介面 S01:脈衝訊號

圖１為本發明第一較佳實施例的遊戲系統架構圖。圖２為上述較佳實施例的主機及其週邊設備的連接示意圖。圖３為上述較佳實施例的遊戲控制裝置的方塊圖。圖４為本發明第二較佳實施例的遊戲控制裝置的方塊圖。圖５為本發明第三較佳實施例的主機及其週邊設備的連接示意圖。圖６為本發明第四較佳實施例的主機及其週邊設備的連接示意圖。圖７為本發明第五較佳實施例的遊戲控制裝置的方塊圖。

1:遊戲系統

10:伺服器

12:主機

14:網際網路

Claims

一種遊戲控制裝置，用以與一主機訊號連接；該主機執行用戶端的遊戲程式，並且使用者可使用該遊戲控制裝置操控主機進行遊戲；該遊戲控制裝置包含：至少一按鍵，供使用者按壓；一訊號收發模組，用以與該主機通訊，以及接收一通訊訊號，所接收的通訊訊號包含一時間訊息；一時脈產生模組，用以產生連續的時脈訊號一處理模組，電性連接該至少一按鍵、該訊號收發模組與該時脈產生模組號；在該處理模組收到該通訊訊號後，取得該時間訊息，該處理模組以該訊號收發模組的時間訊息為基準設定為當下的時間並依據該時脈訊號計時，而產生一計時時間；該處理模組在該至少一按鍵被按壓後，產生對應的一按鍵碼，且以該至少一按鍵被按壓時的該計時時間作為一按壓時間，並且產生一按鍵封包，其中，該按鍵封包包含該按鍵碼及該按壓時間；該處理模組透過該訊號收發模組傳送該按鍵封包至該主機。
如請求項1所述之遊戲控制裝置，其中該訊號收發模組所接收的通訊訊號為一無線訊號。
如請求項2所述之遊戲控制裝置，其中該訊號收發模組包括一通訊模組與一訊號接收模組，該通訊模組與該主機通訊且該處理模組透過該通訊模組傳送該按鍵封包至該主機；該訊號接收模組接收該無線訊號。
如請求項3所述之遊戲控制裝置，其中該訊號接收模組為一全球定位系統接收模組，所接收的通訊訊號為一衛星定位訊號。
如請求項4所述之遊戲控制裝置，其中該處理模組於每次取得該時間訊息時，設定為當下的時間。
如請求項4所述之遊戲控制裝置，其中該處理模組可控制該全球定位系統接收模組啟動或停止運作，且該處理模組每隔一預定時間控制該全球定位系統接收模組啟動。
如請求項4所述之遊戲控制裝置，其中該至少一按鍵的數量為複數個，該處理模組於特定的一該按鍵或多個該按鍵該之組合受按壓時，啟動該全球定位系統接收模組。
如請求項4所述之遊戲控制裝置，包含一提示模組，電性連接該處理模組；該處理模組於產生該計時時間時開始計時，並於計時的時間達到一預定時間時，若仍未接收到該衛星定位訊號，則控制該提示模組發出一提示訊息。
如請求項4所述之遊戲控制裝置，其中該處理模組包含相電性連接的一微控制器與一邏輯元件，該微控制器電性連接該全球定位系統接收模組及該通訊模組，該邏輯元件電性連接該時脈產生模組及該至少一按鍵；該邏輯元件具有一鎖相迴路與一計時器，且該時脈訊號經由該鎖相迴路後輸出到該計時器；該微控制器控制該全球定位系統接收模組輸出週期性的一脈衝訊號，且該微控制器於該脈衝訊號的脈衝產生前，將該時間訊息傳輸給該邏輯元件，該邏輯元件以該時間訊息為基準設定該計時器作為當下的時間並產生該計時時間。
如請求項9所述之遊戲控制裝置，其中該時脈訊號經由該鎖相迴路後輸出到該微控制器，以作為該微控制器運作的時脈。
如請求項9所述之遊戲控制裝置，其中該微控制器檢查該全球定位系統接收模組輸出的封包中的一有效欄位，以確定該全球定位系統接收模組是否已接收到衛星定位訊號。
如請求項9所述之遊戲控制裝置，其中該至少一按鍵為一數位的按鍵；該至少一按鍵被按壓後，該邏輯元件將一按壓狀態傳送到該微控制器，且該邏輯元件將該至少一按鍵被按壓時的該計時時間作為該按壓時間，並將被按壓的該至少一按鍵之該按鍵碼及該按壓時間儲存於一暫存器；該微控制器讀取該暫存器之內容，以取得被按壓的該至少一按鍵之該按鍵碼及該按壓時間，並且產生對應的該按鍵封包；該微控制器透過該通訊模組傳送該按鍵封包至該主機。
如請求項9所述之遊戲控制裝置，其中該至少一按鍵為一類比的按鍵；該邏輯元件週期性將一按壓狀態傳送到該微控制器，且該邏輯元件將該至少一按鍵被按壓時的該計時時間作為該按壓時間，並週期性地將被按壓的該至少一按鍵之該按鍵碼及該按壓時間儲存於一暫存器；該微控制器收到該按壓狀態時，讀取該邏輯元件內部的一類比數位轉換器的一數值、及讀取該暫存器之內容，並且產生對應的一按鍵封包，該按鍵封包包含被按壓的該至少一按鍵之該按鍵碼、該按壓時間及該數值；該微控制器透過該通訊模組傳送該按鍵封包至該主機。
一種遊戲系統，包含：一伺服器，連接一網際網路且用以執行一伺服器端的遊戲程式；複數個主機，透過該網際網路與該伺服器連線；該些主機分別執行一用戶端的遊戲程式；複數個如請求項1所述的遊戲控制裝置，分別與該些主機通訊，各該處理模組透過各該訊號收發模組傳送對應的按鍵封包至各該主機；其中，各該主機將各該按鍵封包傳送至該伺服器；該伺服器解析各該按鍵封包，以取得各該按鍵封包中的該按鍵碼及該按壓時間，且該伺服器依據由取得的各該按鍵封包中的按壓時間，判斷該些遊戲控制裝置的至少一按鍵被按壓的時間先後順序，並依各該按鍵封包中的按鍵碼控制遊戲的進行。