Световой пистолет

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Light gun»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( февраль 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон )

NES Zapper , ранний световой пистолет Нинтендо

Light Phaser для системы Sega Master

Atari, Inc XG-1 Light Gun

Световой пистолет является указательным устройством для компьютеров и устройство управления для игровых и видео - игр , как правило , формы напоминает пистолет . В авиации и судоходстве это также может быть сигнальная лампа направленного действия .

Современные экранные световые пушки работают за счет встраивания в пушки оптического датчика, который получает входной сигнал от света, излучаемого экранной целью (целями). Первое устройство этого типа, световое перо , использовалось на компьютере Whirlwind Массачусетского технологического института .

Световой пистолет и его предок, световое перо, сейчас редко используются в качестве указывающих устройств, в основном из-за популярности мыши и изменений в технологии отображения на мониторах - обычные световые пистолеты работают только с ЭЛТ- мониторами. ^{[ необходима цитата ]}

Ранняя история [ править ]

Первые световые пушки появились в 1930-х годах после разработки светочувствительных электронных ламп . Это было незадолго до того, как технология начала появляться в аркадных стрелялках, начиная с Seeburg Ray-O-Lite в 1936 году. ^{[1] В} этих ранних играх со световым оружием, как и в современном лазертаге , использовались небольшие цели (обычно движущиеся), на которые смонтирована светочувствительная трубка; игрок использовал пистолет (обычно винтовку ), который излучал луч света при нажатии на спусковой крючок . Если луч попадал в цель, засчитывалось «попадание».

Эти игры эволюционировали на протяжении последующих десятилетий, завершающиеся в Sega «s Перископ , первая успешная игра компании, выпущенная в 1966 году, который требуется игрок для целевых картонных кораблей. ^[2] Periscope была ранней электромеханической игрой , ^[3] и первой аркадной игрой, которая стоила четверть за игру. ^[4] В игре « Ракета» от Sega 1969 года использовался электронный звук и движущаяся кинопленка для представления целей на проекционном экране ^[5], а в их игре 1972 года Killer Shark был установлен световой пистолет, который стрелял по целям, движение и реакция которых отображались с помощью проекция заднего изображения на экран. ^[6] Nintendo выпустила Beam Gun в 1970 году и Laser Clay Shooting System в 1973, ^[7] а затем в 1974 году аркадную игру Wild Gunman , в которой использовалась видеопроекция для отображения цели на экране. ^[8] В 1975 году Sega выпустила ранние совместные шутеры из легких пистолетов Balloon Gun ^[9] и Bullet Mark . ^[10]

Использование в видеоиграх [ править ]

Световая пушка для видеоигр обычно моделируется на основе баллистического оружия (обычно пистолета ) и используется для наведения на объекты на видеоэкране. Благодаря обратной связи по усилию световая пушка также может имитировать отдачу оружия. Первым пистолетом для домашней консоли на самом деле была большая винтовка Magnavox Odyssey 's Shooting Gallery , которая выглядела очень реалистично, и ее даже нужно было «взвести» после каждого выстрела.

Световые пушки очень популярны в аркадных играх, но не получили широкого распространения на рынке домашних игровых консолей до тех пор, пока не появились Nintendo Entertainment System (NES), Sega Master System (SMS), Mega Drive / Genesis , Super Nintendo Entertainment System ( SNES) и Atari XEGS. Многие домашние системы Pong 1970-х годов включали в себя пистолет или ружье для стрельбы по простым мишеням на экране. Nintendo «s NES Zapper для NES является самым популярным примером легкой пушки, и Duck Hunt его самой популярной игрой.

Традиционные световые пушки нельзя использовать на жидкокристаллических и плазменных экранах , и у них есть проблемы с проекционными экранами .

Также есть световые пушки для Sega Saturn , PlayStation и некоторых других консольных и аркадных систем. Недавние видеоигры со световым оружием включают Resident Evil: The Umbrella Chronicles , Time Crisis 4 , Virtua Cop 3 и The House of the Dead: Overkill .

В 2007 году Nintendo выпустила Wii Zapper для Wii , периферийное устройство, которое на самом деле представляет собой пластиковый корпус, в котором находятся пульт Wii Remote и нунчук для видеоигр в стиле оружия. Хотя в нем нет традиционных световых пушек, периферийное устройство использует встроенную инфракрасную систему слежения Wii Remote для стрельбы по целям, которые соответствуют отображаемым на экране. Его название является отсылкой к классической NES Zapper для Nintendo Entertainment System . Sony также выпустила приложения, в которых размещается PlayStation Move. Контроллер движений в виде пистолета и винтовки, последний назван Sharp Shooter.

Namco «s GunCon 3 также использует инфракрасный датчик оптической системы , похожий на Wii Remote .

Дизайн [ править ]

«Световой пистолет» назван потому, что он использует свет как метод определения того, куда на экране нацеливается пользователь. Название наводит на мысль, что само ружье излучает луч света, но на самом деле большинство световых пушек фактически получают свет через фотодиод в стволе ружья .

Обычно используются две версии этой техники, но концепция та же: при нажатии на спусковой крючок пистолета экран гаснет до черного цвета, и диод начинает прием. Весь экран или его часть окрашены в белый цвет, чтобы компьютер мог определить, куда направлено оружие, в зависимости от того, когда диод обнаруживает свет. Пользователь светового пистолета мало или ничего не замечает, потому что период, в течение которого экран остается пустым, обычно составляет лишь долю секунды ( см. Постоянное зрение ).

Последовательные цели [ править ]

Первый метод обнаружения, используемый Zapper, включает последовательное рисование каждой цели в белом свете после того, как экран погаснет. Компьютер знает, что если диод обнаруживает свет во время рисования квадрата (или после обновления экрана), то это цель, на которую направлено ружье. По сути, диод сообщает компьютеру, ударил ли игрок что-то или нет, а для n объектов последовательность рисования целей сообщает компьютеру, в какую цель игрок попал после обновления 1 + ceil (log ₂ ( n )) (один обновить, чтобы определить, была ли поражена какая-либо цель, и ceil (log ₂ ( n )), чтобы выполнить двоичный поиск пораженного объекта). ^[11]

Побочным эффектом этого является то, что в плохо спроектированных играх часто игрок может направить пистолет на лампочку или другой источник яркого света, нажать на спусковой крючок и заставить систему каждый раз ложно обнаруживать попадание в первую цель. Лучшие игры составляют это либо путем обнаружения , если все объекты отображаются в соответствии или отображения черного экрана и проверки того, что нет цели не совпадают. ^[11]

Время катодного луча [ править ]

Второй метод, используемый Super Nintendo Entertainment System «s Супер Scope и компьютерные световые перья , является более сложным и более точным.

Уловка этого метода заключается в самой природе электронно-лучевой трубки внутри видеомонитора (ЭЛТ были единственными доступными телевизионными мониторами в конце 1980-х - начале 1990-х годов, когда этот метод получил широкое распространение). Экран прорисовывается сканирующим электронным лучом, который проходит по экрану, начиная сверху, пока не достигает конца, а затем движется вниз, чтобы обновить следующую строку. Это выполняется многократно, пока не будет прорисован весь экран, и человеческий глаз видит мгновенно, так как это делается очень быстро.

Когда игрок нажимает на спусковой крючок, компьютер (часто с помощью схемы дисплея) измеряет время, необходимое электронному лучу для возбуждения люминофора в том месте, на которое направлено оружие. Световая пушка посылает сигнал после обнаружения внезапного небольшого изменения яркости точки на экране, когда электронная пушка обновляет эту точку. Затем компьютер вычисляет целевое положение на основе частоты горизонтального обновления монитора (фиксированное количество времени, которое требуется лучу, чтобы пройти от левой стороны экрана к правой). Либо компьютер предоставляет временную развертку для горизонтальной частоты обновления через разъем контроллера (как в Super Scope), либо пистолет считывает композитный видеосигнал через Т-образный разъем на аудио / видео кабеле (как в GunCon 2).). Как только компьютер знает, куда направлено ружье, он может определить с помощью обнаружения столкновения, совпадает ли оно с целью или нет.

Многие пистолеты этого типа (включая Super Scope) игнорируют красный свет, поскольку красные люминофоры имеют гораздо более медленную скорость затухания, чем зеленые или синие люминофоры. В результате в некоторых (но не во всех) играх зеленые / синие пиксели всего экрана несколько увеличиваются при нажатии на спусковой крючок, чтобы получить более надежную фиксацию положения.

Синхронизация отображения невозможна для плазменных, ЖК-мониторов и мониторов DLP, поскольку они не находятся в состоянии «выключено» между обновлениями. Их электроника цифровой обработки сигналов также может вызывать нетривиальную задержку между входным сигналом и выходом дисплея, которая непредсказуема, поскольку она варьируется в зависимости от модели монитора и производителя и даже между настройками режима одного монитора. Задержка, которая не очень важна для обратной связи с игроком, может быть достаточной, чтобы полностью снизить точность системы световых пушек, основанной на отображении времени.

Инфракрасные излучатели [ править ]

Был разработан новый метод компенсации других технологий отображения, кроме ЭЛТ. Он основан на одном или нескольких инфракрасных излучателях света, размещенных рядом с экраном, и одном ИК-датчике на дульной части ружья. При нажатии на спусковой крючок пистолет излучает инфракрасный луч, который он обнаруживает. Поскольку эта интенсивность зависит как от расстояния, так и от относительного угла к экрану, датчики угла расположены в пистолете. Таким образом решается система тригонометрических уравнений и вычисляется трехмерное положение морды относительно экрана. Затем путем проецирования дула на экран с измеренными углами определяется точка удара. Ранний пример этой технологии (хотя и без использования ИК) можно увидеть в аксессуаре NES Power Glove Accessory., в котором использовались три ультразвуковых датчика, выполняющих ту же функцию, что и ИК-излучатели, используемые в некоторых световых пушках.

Более простой вариант обычно используется в игровых автоматах, где нет угловых датчиков, но есть 4 ИК-датчика. Однако это может оказаться неточным при съемке с определенных расстояний и углов, поскольку расчет углов и трехмерного положения имеет большую погрешность.

Другие варианты включают 3 или более излучателей с разными длинами волн инфракрасного излучения и такое же количество датчиков. С помощью этого метода и надлежащей калибровки можно получить три или более относительных угла, поэтому для позиционирования пистолета не требуются датчики угла.

Иногда датчики размещают вокруг экрана и излучателя на пушке, но расчеты аналогичны.

Wii Remote использует инфракрасную видеокамеру в карманном контроллере, а не простой датчика. ^[12]

Это семейство методов используется для Wii Remote , GunCon 3 , ^[13] и современных аркадных игр с легкой пушкой.

Обратной стороной этого метода является то, что он не такой точный, как традиционный световой пистолет. ^[14] Дополнительная обработка ИК-изображения приводит к задержке или «дрейфу курсора», т. Е. При быстром перемещении светового пистолета по экрану кажется, что перекрестие слегка отодвигается от того места, где на самом деле указывает световой пистолет.

Захват изображения [ править ]

Когда пользователь нажимает на спусковой крючок, экран на долю секунды заменяется кажущимся случайным отображением черных и белых пикселей или групп пикселей (блоков). Световая пушка содержит цифровую камеру с высоким разрешением, но с малым количеством пикселей и очень узким полем зрения. Захватив всего несколько пикселей точечного изображения, пистолет преобразует небольшое изображение в двоичный массив, который позволяет компьютеру определить точное положение, на которое было направлено оружие. Этот метод совместим с любым экраном любого размера. Размер экрана и расстояние до стрелка вводятся в программное обеспечение драйвера пистолета, чтобы определить размеры случайных блоков / пикселей, чтобы наилучшим образом обеспечить визуализацию на ПЗС светового пистолета.

Прямоугольное расположение [ править ]

Подобно захвату изображения, за исключением того, что при прямоугольном позиционировании не учитываются какие-либо детали на экране, а определяется только прямоугольный контур игрового экрана. Определив размер и искажение прямоугольного контура экрана, можно вычислить, куда точно указывает световая пушка. Этот метод был впервые представлен Sinden Lightgun. ^[15] Свет от ЖК-телевизора или экрана используется в качестве ориентира. При желании к отображаемому содержимому можно добавить тонкую прямоугольную рамку для игр с темной графической темой.

Преимущество этого метода состоит в том, что размер и искажение контура прямоугольного экрана также можно использовать для определения положения и угла наклона пистолета относительно экрана. Теоретически это можно использовать для создания эффекта 3D-туннеля, перемещая пистолет по экрану, чтобы спрятаться за пейзажем или заглядывать за углы.

Мультиплеер [ править ]

Игра, в которой используется более одного оружия, постоянно считывает оба триггера, а затем, когда один из игроков нажимает на спусковой крючок, игра считывает это оружие, пока не узнает, в какой объект был нанесен удар.

Позиционные орудия [ править ]

Позиционные пушки довольно распространены в видео-аркадах . Позиционное ружье - это ружье, установленное на шкафу на вертлюге, которое позволяет игроку прицелиться. Их часто путают с легкими пушками, но они работают по-другому. Эти пистолеты нельзя вынимать из шкафа, как их оптические аналоги, которые привязаны и хранятся в навесной кобуре. Обычно они изначально дороже, но их легче обслуживать и ремонтировать. Игры, в которых используется позиционное оружие, включают Silent Scope , ^[16] аркадную версию Resident Evil Survivor 2 , Space Gun , ^[17] Revolution X , ^[18] и Terminator 2: Judgment Day.. Порты консоли иногда используют световые пушки.

Позиционное орудие - это, по сути, аналоговый джойстик, который записывает положение орудия, чтобы определить, куда игрок целится на экране. ^{[19] [20]} Пистолет необходимо откалибровать, что обычно происходит после включения питания. Ранние примеры позиционной пушки включают Sega 's Sea Devil в 1972 году, ^[21] Taito ' S Attack в 1976 году ^[22] и Cross Fire в 1977 году, ^[23] и Nintendo «S Battle Shark в 1978. ^[24] Некоторые игры Однако установили оптические пушки, такие как арбалет Exidy .

Модели световых пушек [ править ]

См. Также [ править ]

• Стрелок из легкого пистолета
• Пульт Wii
• Список игр с легким оружием

Ссылки [ править ]