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2024年3月23日发(作者:)
电视游戏机光电枪原理_By roger
记得上中学的时候最爱玩小霸王游戏机,接电视的那种,以任天堂的红白机
最为著名。我的小霸王游戏机也是红白机,记得当时花了我200大元的私房钱。
俄罗斯方块、超级玛丽、翼人、魂斗罗、双截龙II代、下象棋、恶魔城、兵蜂、
赤色要塞、绿色兵团等等很多好玩的游戏,至今仍然留在我的记忆之中。其中有
一些游戏是要用光电枪玩的,比如打鸭子、西部牛仔等,一直感觉从光电枪中发
射电子子弹到屏幕上这个过程,是个无法理解的问题。因为我们的游戏机接的就
是普通电视,如果是光电枪发射电子束,但是电视机上是不可能有什么接受电子
束的装置的,因为我发现即便用我家最老的那个十四英寸黑白电视打这个游戏,
也没有一点问题。所以我想光电枪一定不是用来发射的,而是用来接收的。但是
怎样才能确定接收的信号是命中还是没命中的呢,这个问题一直困扰着我。
还是网络好,上百度搜,很快得到答案,原理不复杂,设计很巧妙,原来是
这样:
原文发表自《游戏机实用技术》
和我们想象的不同,光线枪不会射出光线,只能接收光线。在接收到光线后,
光线枪会把枪口对准点的信号传回给游戏机,对应的软件就会告诉主机枪口所瞄
准的位置在哪里。
那么软件又是怎么测量位置的呢?如果你仔细观察的话,当按下扳机后,无
论枪口是否对着屏幕,屏幕上总会有一道闪光,而这道由软件控制发出的白色帧
就是光枪测位的关键。在此之前我们还有必要先来看一下隔行扫描电视机的成像
方式:
在PALNTSC的CRT电视中,扫描线是影像生成的方式。以NTSC为例,每次
影像扫描时,在六十分之一秒内并非从头到尾连续扫描525条扫描线,而是只扫
描一半,也就是262.5线,剩下一半在另外一个六十分之一秒时扫描。第一次扫
描时只由上而下水平扫描奇数线,第二次扫描时扫描偶数线。二次扫描所生成的
图场(Field)就结合成一幅完整的图像帧(Frame)。由于扫描时是以奇数、偶
数扫描线做交替隔行扫描,所以叫隔行扫描。
按下扳机后,游戏软件控制主机发送一个全白色的帧,正如前面提到的,电
视机显示这个白色帧是需要从上到下,从左往右扫描的,所以从这一帧扫描第一
个点开始,到枪口收到白色光(注:尽管枪口看上去较大,但真正能接受光的感
光机构可接受范围很小,所以它只会对准屏幕上很小的一块范围,这个范围略大
于两行扫描线距离,可以认为其对准的是一个“点”)这个时间差T(pos),就
可以算出坐标位置,这里假定从屏幕到光线枪的光线传播时间为0。NTSC情况下
一个隔行帧显示的时间是:0.0167秒 (60Hz),这里为了方便大家理解计算过程,
暂定理想状况:扫描线无消隐时间,帧无消隐时间,扫描线回扫时间为0,扫描
线共480线(扫描线实际上是525条,但真正有成像能力的只有480线左右),
水平点数为640。
所以每一行扫描线需要的扫描时间为 T(scanline)=0.0167/480,我们就可
以计算出
垂直位置:
Y=Trunc(T(pos)/T(scanline))
水平位置:
X=(T(pos)-Y×T(scanline))/T(scanline)×640
如果把所有情况(扫描线消隐、回扫,有效扫描线等等)考虑到,计算过程
要复杂很多,但是原理仍然基于上面de“理想状况”。
实际上,发送全白色帧之前,游戏机还会发射一帧全黑帧,这样可以去除游
戏画面上高亮颜色的干扰。
简单的来说,光枪的工作原理就是:
抠下扳机――――线缆将信号传给主机――――软件命令电视机发出一个
白色帧――――枪口将接受到的光信号传回给主机――――软件计算时间差从
而算出位置――――命令电视机发出一个击中点――――如果刚好在目标上,那
么恭喜,你击中了!
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