¿Cuál es el principio de las pistolas ligeras en las máquinas recreativas y domésticas?

Controlador de primera generación

Controlador de pistola ligera roja y blanca (1984)

Las primeras consolas de juegos o juguetes con pistolas ligeras eran en su mayoría motorizados. Consiste en una pistola incandescente y una diana que detecta la luz, pero el videojuego es el instrumento musical.

La pantalla en sí no puede detectar la luz, por lo que la pistola de luz del instrumento del videojuego adopta el diseño opuesto. El detector de luz está instalado dentro de la boca e invierte la posición de apuntar detectando el brillo de la pantalla del televisor.

El cañón ligero de Famicom utiliza un método relativamente sencillo. Al disparar, la pantalla primero se oscurece y luego los objetos objetivo se muestran en la pantalla como bloques blancos en secuencia. El tiempo que tarda un detector de luz dentro de la boca en detectar la luz determina qué objetivo impacta la boca. Cuando hay más de 65.438+0 objetivos, el proceso de determinación se acorta mediante el método de búsqueda binaria.

Dado que el método anterior no puede determinar con precisión a qué punto apunta el arma de fuego, y cuantos más objetos objetivo haya, más largo será el proceso de determinación. Por lo tanto, la mayoría de las pistolas ligeras de instrumentos de videojuegos después de SFC usan más. Líneas de escaneo precisas.

Controlador de segunda generación

Controlador de pistola de luz de segunda generación (1993)

Las pantallas CRT, que eran las principales pantallas de televisión en el pasado, utilizaban tubos de rayos catódicos. Se emite un haz de electrones para irradiar el material fluorescente en la superficie de la pantalla, lo que hace que el material fluorescente emita luz de los tres colores primarios: rojo, verde y azul, lo que permite que el haz de electrones recorra toda la pantalla en forma de Z. trayectoria en forma de izquierda a derecha, similar a la forma en que las líneas de palabras se dividen y unen al escribir en el modo de artículo de página completa.

La pistola de luz de detección de línea de escaneo domina la posición de puntería de la boca detectando los puntos brillantes del escaneo del haz de electrones. Cuando el jugador presiona el gatillo, la consola de videojuegos hará que la pantalla parpadee con un brillo blanco puro y alto, y el detector de luz también comenzará a funcionar sincrónicamente para detectar el momento en que el resaltado del escaneo del haz de electrones pasa a través de la lente del hocico. Posteriormente, la consola de videojuegos puede calcular la posición de apuntamiento del arma siempre que comience a disparar/finalice la emisión/detecte los puntos brillantes del escaneo del haz de electrones desde la pantalla.

Debido a que el funcionamiento de la pistola ligera es muy intuitivo y simple, satisface plenamente el placer de disparar con el que sueñan muchos jugadores, por lo que es muy bien recibido por jugadores de todo el mundo, especialmente en los Estados Unidos, que tiene una larga historia de cultura de las armas. Los equipos de entretenimiento posteriores incluyen SFC, PS, SS, DC, PS2, Xbox, etc. También se ha lanzado un controlador del mismo tipo. La pistola de luz GUNCON/GUNCON2 se introdujo en PS/PS2, que mejora la precisión al ingresar señales de imagen en la pistola de luz para una detección sincrónica.

Debido a que la pistola de luz de detección de línea de escaneo utiliza el exclusivo método de escaneo de imágenes del tubo de imagen para detectar la posición de puntería, no puede funcionar en televisores duplicados ni en pantallas LCD/plasma de imágenes sin escaneo.

El principio del controlador de pistola de rayos de segunda generación

Es diferente de lo que imaginamos. La pistola de luz solo puede recibir luz y no puede emitir luz. Después de recibir la luz, la pistola luminosa enviará la señal del punto de mira del arma a la consola de juegos y el software correspondiente le indicará al host hacia dónde apunta el arma.

Entonces, ¿cómo mide el software la posición? Si observas con atención, cuando se aprieta el gatillo, no importa si el arma apunta a la pantalla o no, siempre habrá un destello en la pantalla, y este borde blanco controlado por el software es la clave para el posicionamiento del pistola ligera. Antes de eso, debemos echar un vistazo al método de generación de imágenes de TV entrelazada:

En PAL\NTSC CRT TV, las líneas de escaneo son la forma en que se generan las imágenes. Tomemos como ejemplo NTSC. Cada vez que se escanea una imagen, en lugar de escanear continuamente 525 líneas de escaneo de principio a fin en un sexagésimo de segundo, solo se escanea la mitad, o 262,5 líneas, y la mitad restante se escanea en un sexagésimo de segundo. . El primer escaneo escanea solo las filas impares horizontalmente de arriba a abajo, y el segundo escaneo escanea las filas pares. Los campos producidos por los dos escaneos se combinan en un marco de imagen completo. Debido a que el escaneo se realiza alternando líneas de escaneo pares e impares, se denomina escaneo entrelazado.

Después de presionar el gatillo, el software del juego controla al anfitrión para enviar un cuadro completamente blanco. Como se mencionó anteriormente, la pantalla del televisor necesita escanear este cuadro de arriba a abajo y de izquierda a derecha, por lo que a partir del primer punto de escaneo de este cuadro, el hocico recibe luz blanca (nota: aunque el hocico parece grande, sin embargo, el tamaño aceptable El rango del mecanismo fotosensible que realmente puede recibir luz es muy pequeño, por lo que solo apuntará a un rango pequeño en la pantalla. Este rango es ligeramente mayor que la distancia entre las dos líneas de escaneo. Se puede considerar que apunta a un ". punto"). La posición de las coordenadas se calcula a través de la diferencia de tiempo T (pos), suponiendo que el tiempo de propagación de la luz desde la pantalla hasta la pistola de luz es 0.

En el caso de NTSC, el tiempo de visualización de un cuadro entrelazado es: 0,0167 segundos (60 Hz). Para que todos comprendan más fácilmente el proceso de cálculo, aquí hay una situación ideal tentativa: no hay tiempo de borrado para la línea de escaneo, no hay tiempo de borrado para el cuadro, el tiempo de retroceso de la línea de escaneo es 0 y la línea de escaneo es ***480 líneas (en realidad hay 525 líneas de escaneo, pero aquellas con capacidades de imágenes reales son solo alrededor de 480 líneas).

Entonces, el tiempo de escaneo requerido para cada línea de escaneo es T(scanline)=0.0167/480, por lo que podemos calcular la posición vertical: Y=Trunc(T(position)/ T(scan line))

Posición horizontal: x = (t (pos)-y× t(línea de escaneo))/t(línea de escaneo)× 640.

Si se tienen en cuenta todas las situaciones (supresión de líneas de escaneo, retroceso, líneas de escaneo efectivas, etc.), el proceso de cálculo es mucho más complicado, pero el principio aún se basa en el "ideal" mencionado anteriormente. situación" sobre una base básica.

De hecho, antes de enviar un borde completamente blanco, la consola de juegos también enviará un borde completamente negro, lo que puede eliminar la interferencia de los colores resaltados en la pantalla del juego.

En términos simples, el principio de funcionamiento de la pistola de luz es:

Apriete el gatillo: el cable envía la señal al host; el software ordena al televisor que envíe una luz blanca. fotograma - la boca recibirá La señal luminosa que llega se transmite de vuelta al host - el software calcula la diferencia horaria y la posición - ordena al televisor que envíe el punto de impacto - si está exactamente en el objetivo, ¡felicidades, acertaste!

Con base en el análisis anterior, podemos sacar las siguientes conclusiones:

1. La pistola de luz no daña el televisor porque solo recibe luz pero no emite luz.

2. La pistola de luz no se puede utilizar para TV progresiva porque el principio de imagen de la TV progresiva es completamente diferente al de la TV entrelazada. Escanea continuamente desde la primera línea de escaneo hasta la última línea de la imagen de la pantalla, en lugar de escanear primero las líneas impares y luego las pares. Por supuesto, no se puede aplicar a monitores con tarjetas de TV y dispositivos LCD. De hecho, tanto SEGA como NAMCO han desarrollado sistemas de pistola de rayos correspondientes a equipos avanzados, pero debido al alto costo, es poco probable que aparezcan en las computadoras domésticas.

3. Otras cuestiones a las que prestar atención. a. La pistola de luz no se puede utilizar en televisores de menos de 14 pulgadas; b. Para algunos televisores antiguos, puede ser necesario reducir el brillo y evitar las luces fluorescentes para mejorar la precisión del posicionamiento. puede que sea necesario Es normal que no llegue al borde, no es una pistola ligera original.

Controlador de Tercera Generación

Controlador de Pistola Ligera de Tercera Generación (2006)

Artillería Ligera de Tercera Generación

Con las pantallas LCD se han convertido gradualmente La corriente principal de pantallas de televisión Nintendo tomó la iniciativa al introducir la tecnología de detección de infrarrojos comúnmente utilizada en las consolas de juegos electrónicos a gran escala en Wii para superar este problema, y ​​emitió luz desde ambos extremos de la tira de detección de infrarrojos instalada dentro/fuera de la pantalla. . Infrarrojos (invisible a simple vista), coloca la cámara de infrarrojos en la parte frontal del Wii Remote.

Como controlador estándar de Wii, el control remoto de Wii tiene la función de una pistola de luz, por lo que los juegos tipo pistola de luz surgen sin cesar. Nintendo también ha lanzado un control remoto de Wii que se puede instalar. para tener una experiencia de disparo más realista "Wii Gun Rack". Posteriormente, NBGI también lanzó una nueva generación de pistola ligera "GUNCON3" en PS3, que también utilizó dos dispositivos de posicionamiento por infrarrojos adicionales instalados en la parte superior de la pantalla para ubicar la cámara de infrarrojos en la boca.