DE2840078C3

DE2840078C3 - Verfahren und Vorrichtung zum gleichmäßigen Belichten von Videobildschirmen

Info

Publication number: DE2840078C3
Application number: DE2840078A
Authority: DE
Inventors: Richard B. Sunnyvale Calif. Derickson (V.St.A.)
Original assignee: Atari Inc Sunnyvale Calif (vsta)
Current assignee: Atari Inc Sunnyvale Calif (vsta)
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1978-09-14
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2840078A1; GB2004445A; GB2004445B; DE2840078B2; JPS5451419A; US4130830A; JPS5618228B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1, des Anspruchs 7 und des Anspruchs 8 angegebenen Art, und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum gleichmäßigen Belichten bzw. Beleuchten eines Videobildschirms. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren und Vorrichtungen für ein Videospiel, bei dem eine Fernsehbildröhre über einen längeren Zeitraum hinweg mit einem festen, sich nicht bewegenden Muster belichtet bzw. beleuchtet wird. Wenn ein Videospiel nicht benutzt wird (d. h., wenn das Spiel nicht gespielt wird), und wenn das Videospiel ein Münzautomat ist, soll dieser Automat ein festes Muster anzeigen, um potentielle Kunden oder Spieler anzuziehen bzw. die Aufmerksamkeit von potentiellen Kunden oder Spielern zu erregen.

Es sollten also beispielsweise bei einem Prall- bzw. Schlag- und Ballspiel die Spielfeld-Randlinien zusammen mit einem sich bewegenden und abprallenden Ball abgebildet werden. Diese Betriebsart ist als Betriebsweise zur Erregung der Aufmerksamkeit bekannt.

Um diese Betriebsweise zur Erregung der Aufmerksamkeit bei einem Ball-/Abprall- bzw. Schlagspiel zu ermöglichen, wird eine Flache aus sich bewegenden Quadraten gebildet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das sich bewegende Muster wird von

derselben Lageschaltung gesteuert, die auch zur Steuerung der Ballbewegung verwendet wird. Ein solches Muster führt jedoch nicht zu einer gleichmäßigen homogenen Beleuchtung bzw. Belichtung oder Bestrahlung der Fernsehröhre, da de? sich bewegende Muster zusammen mit dem festen Muster lediglich einer ODER-Verknüpfung unterzogen wird und daher das feste Muster unverändert bleibt. Darüber hinaus bildet die sich bewegende, aus Quadraten bestehende Fläche kein Schachbrettmuster, vielmehr ist diese Fläche ungleichmäßig bzw. inhomogen und weist eine relative Einschaltdauc.r bzw. einen Arbeitszyklus - auch duty cycle genannt — von vielleicht 25% auf.

Insbesondere bei einem Münzautomaten werden Bereiche der Fernsehröhren-Leuchtstoffpunkte mit unterschiedlicher Leuchtdichte dargestellt, so daß die Leuchtstoffpunkte unterschiedlich schnell altern bzw. verblassen. Dies gilt auch für Farbsig;.ale.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Abbilden bzw. Belichten oder Bestrahlen des Videobildschirms anzugeben bzw. zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Eine Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 angegebenen Merkmalen löst ebenfalls die gestellte Aufgabe.

Mit der in Anspruch 8 gekennzeichneten Vorrichtung wird ebenfalls die gestellte Aufgabe gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum gleichmäßigen Belichten des Schirms einer Videobildröhre im Zusammenhang mit einem Videospiel, bei dem ein festes Muster über längere Zeiträume hinweg dargestellt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Bewegung steuernde Zähler für das Spiel, die normalerweise etwa einen sich bewegenden Ball simulieren, dazu verwendet, etwa ein sich bewegendes Schachbrettmuster zu erzeugen, das mit dem festen Spielfeldmuster einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Videobildschirm mit einer in der herkömmlichen Weise dargestellten, aus Rechtecken bestehenden Fläche,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Videobildschirm, auf dem das gemäß der vorliegenden Erfindung gebildete, sich bewegende Muster dargestellt wird,

Fig. 3 A und 3 B das in Fig. 2 dargestellte, sich bewegende Muster, wenn ein festes Muster auf dem Bildschirm dargestellt wird, und

Fig. 4 ein Blockschaltbild gemäß der vorliegenden Erfindung, das wiedergibt, wie das zur Steuerung der Wiedergabe auf dem Videobildschirm verwendete Videosignal erzeugt wird.

Fig. 2 zeigt einen TH! ,-..nes sich bewegenden Schachbrettmusters, das eine relative Einschaltdauer bzw. einen Arbeitszyklus (duty cycle) von 50% aufweist und sich 'n diagonaler Richtung über dem Videobildschirm bewegt bzw. verschiebt. Eine Verschiebung in dieser Miagonalen Richtung wird durch die die Bewegung sf^uerr.Je Schaltung eines Videospiels, beispielweise eines Ball- und Prall- bzw. Schlagspiels gesteuert, so daß das sich bewegende

Muster mit derselben Schaltung gesteuert wird, die auch die Ballbewegung steuert. Die Schraffierungen machen in den Fig. 1 und 2 die schwarzen oder NuIl-Luminanz- bzw. Leuchtdichtewerte deutlich, und die nicht schraffierten Rechtecke entsprechend der weißen oder 100%-Luminanz- bzw. Leuchtdichtewerten. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel kann jedoch auch ein Videofarbbildschirm benutzt werden, bei dem zusätzlich zu der Luminanz komplementäre Farben auf jeder zweiten waagerechten Zeile angezeigt bzw. dargestellt werden könnten, die durch die Angaben 0°, 180° in Fig. 2 bezeichnet sind.

Die Fig. 3 A und 3 B zeigen die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung mit einem festen Muster, wie dies beispielsweise in Fig. 3 B dargestellt ist. Wenn sich das in Fig. 2 dargestellte Schachbrettmuster über das in Fig. 3 B dargestellte Muster bewegt, ergibt sich die Fig. 3 A. Das feste Muster nimmt daher den entgegengesetzten .Leuchtdichtewert wie der Schachbrettmusterteil ein, der mit dem festen Muster zu einem bestimmten Zeitpunkt übereinstimmt.

Die Schaltungsanordnung zum Steuern des Bildes bzw. der Anzeige auf dem Videobildschirm 11 des Fernsehempfängers 10 ist in Fig. 4 dargestellt. Eine Videoaddierstufe 12 erhält die Synchronisierungssignale, das Leuchtdichtesignal und das Luminanzsignal zugeführt und vereinigt diese mit dem richtigen Hochfrequenz-Trägersignal, um den Fernsehempfänger 10 zu steuern. Ein Taktgeber 13 (der beispielsweise die Standardfarbfrequenz von 3,58 MHz verwendet) steuert einen Horizontal-Synchronzähler 14 mit einer Zählerkapazität von 228 Impulsen und einem Ausgang 16, an dem ein Horizontal-Synchronimpuls bereitgestellt wird, der seinerseits einen Vertikal-Synchronzähler 17 mit einer Zählerkapazität von 262 Impulsen steuert. Am Ausgang 18 des Vertikal-Synchronzählers 17 tritt ein Vertikal-Synchronimpuls auf. Das Ausgangssignal des Taktgebers 13 steuert einen Horizontal-Bildlagezähler 19. Das Acht-Bit-Zählerausgangssignal des Zählers 14 steuert den Takteingang eines Vertikalbild-Lagezählers 21. Der Vertikalbild- und der Horizontalbild-Lagezähler 19 und 21 sind herkömmliche voreinstellbare Acht-Bit-Binärzähler und können voreingestellt werden, um Horizontal- und/oder Vertikal-Anzeigen eines Bildes auf dem Videobildschirm 11 bezüglich eines Ortes zu erzeugen, der durch die Zählerstände im Horizontal-Synchronzähler 14 und im Vertikal-Synchronzähler 17 festgelegt ist.

Den Eingängen der Zähler 19 und 21 werden Setz-Signale von einer Horizontal-Voreinstell-Wählstufe 22 bzw. einer Vertikal-Voreinstell Wählstufe 23 bereitgestellt. Diese Wählstufen 22 und 23 werden durch eine Steuerlogikeinheit 24 gesteuert, die durch von Hand auszulösende Steuereingangssignale des Videospiels betätigt werden kann.

Die acht Leitungen oder Bit-Ausgänge der Bildlagezähler 19 und 21 sind mit den Eingängen von UND-Gliedern 26 bzw. 27 verbunden. Jede Leitung der acht Leitungen besitzt natürlich einen vorgegebenen binären lagemäßigen Stellenwert. Die Ausgänge dieser UND-Glieder stehen mit dem Eingang eines UND-Glieds 28 in Verbindung, das seinerseits die Videoaddierstufe 12 steuert, um beispielsweise die Ballbewegung in einem Ball- und Prall- bzw. Schlagspiel zu erzeugen. Die bis jetzt beschriebene Schaltung entspricht der Schaltung, die in der US-PS 3 793 843 beschrieben ist und auf denselben Anmelder wie die vor-

liegende Erfindung zurückgeht.

Erfindungsgemäß wird ein dem Schachbrettmuster entsprechendes Signal auf der Leitung 29 unter Verwendung eines exklusiven ODER-Glieds 31 erzeugt, das allgemein auf den Zählerzustand der Lage- oder Bildlagezähler 19 und 21 entsprechend einem Teilzählerstand ihrer Endzählerstände anspricht. Der Horizontal-Bild-Lagezähler 19 besitzt eine Ausgangsleitung 19' mit einen 2⁴-Stellenwert bzw. einer 2⁴-Binär-Wichtung, die mit einem exklusiven ODER-Glied 31 verbunden ist. Der Vertikalbild-Lagezähler 21 besitzt eine Ausgangsleitung 2Γ mit einem Binärstellenwert 2⁵ bzw. einer Binärwichtung 2\ Die Reihenfolge bzw. Größenordnung der Größendifferenz schafft einen im wesentlichen rechteckigen Block. Die jeweiligen Zählerstände 228 und 262, die an den beiden Zählern angegeben sind, dienen lediglich dem Hinweis auf die Ausgestaltung des gesamten Videospiels und für die Verwendung des Farb-Burst-Signals für den Taktgeber 13.

Das Schachbrettmustersignal auf der Leitung 29 wird mit einem Signal, das das Spielende angibt, in einem UND-Glied 31 einer UND-Verknüpfung unterzogen (oder anders ausgedrückt, das Schachbrettmuster tritt nur auf, wenn kein Spiel abläuft und die Betriebsweise für die Erregung der Aufmerksamkeit des Benutzers gewünscht wird). Dann wird das auf der Leitung 32 auftretende Ausgangssignal des UND-Glieds 31 mit dem festen Spielfeldmuster im Verknüpfungsglied 33 einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen. Das zuvor beschriebene Muster kann die Grenzen eines Prall- bzw. Schlag- und Ballspielfelds sein. Das auf der Leitung 34 auftretende Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds 33 ist dann ein Leuchtdichtesignal zur Erzeugung eines sich bewegenden Schachbrettmusters, das der Fluglinie des sich bewegenden Gegenstands des Spiels, beispielsweise des Balls, folgt. Ein solches Muster ist üblicherweise ein diagonales Muster mit verschiedenen Aufprallstellen, die durch die Steuerlogikeinheit 24 zusammen mit den Horizontal- und Vertikal-Wählstufen 22 und 23 geschaffen wurden.

Die jeweiligen binärgewichteten Ausgangssignale 19', 21' des Horizontal- und Vertikal-Zählers 19 und 21 sind dann in ihrem eigenen Binärzustand für die Zählerstände 16 oder 32 der Zähler und gehen dann in den anderen Binärzustand über. Wenn das Vertikal-Ausgangssignal 21' des Zählers 21 allein betrachtet und der Fernsehröhre 11 bereitgestellt wird, so würden waagerechte Bänder mit 32 Zeilen jeweils abwechselnder Leuchtdichte entstehen. Wenn dagegen nur das horizontale Ausgangssignal 19' des Zählers 19 an die Fernsehröhre 11 gelangen würde, so wurden vertikale Bänder mit 16 Bild- bzw. Auflösungselementer. jeweils abwechselnder Leuchtdichte auf dem Bildschirm entstehen. Eine exklusive ODER-Verknüpfung dieser beiden Signale führt dann zu dem gewünschten Schachbrettmuster. Die exklusive ODER-Verknüpfung dieses Musters mit dem festen Spielfeldmuster stellt darüber hinaus sicher, daß dieses feste Muster dieselbe relative Einschaltdauer bzw. denselben Arbeitszyklus (duty cycle) wie das Schachbrettmuster, nämlich im vorliegenden Ausführungs-

beispiel von 50% aufweist. Dadurch wird eine homo gene Bestrahlung bzw. Belichtung des Bildschirms mi demselben Leuchtdichtewert über den gesamtei Sichtbereich der Bildschirmröhre hinweg erreicht.

Allgemein gesagt, könnten die beiden exklusivci ODER-Glieder 31 und 33 auch als drei logische Ein gangs-Paritäts-Elemente betrachtet werden, die au die Ausgangssignale 19', 2Γ der Horizontal- und Ver tikalbild-Lagezählerundauf das dem festen Spielfeld muster entsprechende Signal ansprechen. Oder ge nauer ausgedrückt, kann die Leuchtdichte als relativ schwarz betrachtet werden, wenn die Parität ungerade ist, d. h. wenn eines der drei genannten Signale eint binäre 1 aufweist bzw. wahr ist. Entsprechend wire eine der Wiedergabe »Weiß« entsprechende Leucin dichte oder eine Leuchtdichte von 1009r erzeugt wenn die Parität ungerade ist, d. h. wenn zwei der Ein gangssignale eine binäre 1 aufweisen bzw. wahr sind

Von einer noch anderen logischen Betrachtungs weise her können die exklusiven ODER-Glieder aud als programmierbare Inverter angesehen werden, be denen ein Eingangssignal das Steuereingangssignal ist und die das Informationssignal in das andere Ein gangssignal umsetzen, wenn das Steuereingangssigna seinen Binärzustand ändert.

Da das feste Muster normalerweise eine Farbkom ponente aufweist, die als Farbsignal auf der Leitunj 36 bezeichnet wird, muß Vorsorge getroffen werden um auch hinsichtlich des Farbsignals eine homogene gleichmäßige Bildschirmbelichtung bzw. -bestrahlunj zu erreichen, um sicherzustellen, daß alle drei Leucht stoffpunkte gleichmäßig altern bzw. im Laufe der Zei verblassen. Bei einer bevorzugten Ausführungsforrr wird dies durch eine exklusive ODER-Verknüpfunj durch das Verknüpfungsglied 37 geschaffen, nämlicl durch eine exklusive ODER-Verknüpfung des auf de Leitung 36 auftretenden Farbsignals mit dem auf de Leitung 21' auftretenden und vom Vertikalbild-Lage zähler 21 kommenden Signals. Da das exklusivi ODER-Glied 37 tatsächlich ein programmierbare: Inverter ist, wird das Farbsignal alle 32 Zeilen urr 180° phasenverschoben, wie dies in Fig. 2 angegebet ist, um eine gleichmäßige Bildschirmbelichtung bzw -bestrahlung zu erreichen. Die Verbindung des Inver ters 37 mit dem Vertikalbild-Lagezähler ist dann zu friedenstellend, wenn das sich bewegende Objekt odei der Ball auch einen vertikalen Vektor aufweist. Wenr jedoch nur eine Bewegung in waagerechter Richtung auftritt, kann die alternative Verbindung 38 mit dei Leitung 19' des horizontalen Bildlagezählers 19 ver wendet werden.

Ein typischer Generator für das Farbsignal 36 kanr beispielsweise ein Zufallszahlen erzeugender Genera tor sein.

Bei dem zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde eine besondere Schaltungsanord nung für die Bildlagezähler 19 und 21 und besonder« binäre Abgriffe in der dargestellten Weise verwendet Es kann jedoch auch eine entsprechende, die Bewegung steuernde Schaltung verwendet werden, um eine gleichmäßige Belichtung bzw. Beleuchtung des Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzie len.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Belichten der gesamten Bildfläche eines Videobildschirms mit derselben Leuchtdichte, wenn auf dem Bildschirm über einen längeren Zeitraum hinweg ein festes Muster abgebildet wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte.·

- Erzeugen eines Signals zur Schaffung eines sich über dem Bildschirm bewegenden Musters,

- Unterziehen des dem sich bewegenden Bildmuster entsprechenden Signals und eines dem festen Muster entsprechenden Signals einer ODER-Verknüpfung und

- Steuern der Videoanzeige auf dem Videobildschirm mit dem logischen Ergebnis der ODER-Verknüpfung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Bildmuster eine relative Belichtungseinschaltdauer von 50% aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Videobildschirm mit einem ein Bild bildenden Strahl beaufschlagt wird, der von einem Horizontal- und einem Vertikal-Lagezähler gesteuert wird, um einen sich bewegenden Gegenstand zu erzeugen, und daß beim Erzeugen des Signals zur Schaffung eines sich bewegenden Musters die Ausgangssignale des horizontalen und vertikalen Lagezählers einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen werden, um das dem sich bewegenden Muster entsprechende Signal zu erzeugen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerausgangssignale einen Bruchteil des Endzählerstandes der Zähler entsprechen, um ein schachbrettartiges, sich bewegendes Muster zu bilden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Muster eine durch ein Farbsignal erzeugte Farbkomponente aufweist, und daß das Farbsignal entsprechend dem sich bewegenden Muster komplementiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Bildmuster eine durch ein Farbsignal gebildete Farbkomponente aufweist und dieses Signal mit einem Ausgangssignal eines der Zähler einer exklusiven ODER-Verknüpfung unterzogen wird.

7. Vorrichtung zum Belichten der gesamten Bildfläche eines Videobildschirms mit derselben Leuchtdichte, wenn auf dem Bildschirm ein festes Muster über einen längeren Zeitraum hinweg abgebildet wird, gekennzeichnet durch

- Lagezähler (19, 21), um einen durch einen über den Videobildschirm (11) laufenden Strahl gebildeten Gegenstand über den Bildschirm (11) zu bewegen,

- ein erstes Verknüpfungsglied (31), das auf den Zustand der Lagezähler (19, 21) entsprechend eines Bruchteils des Endzählerstandes der Lagezahler (19, 21) anspricht und ein Signal erzeugt, das einem schachbrettahnlichen, sich über den Bildschirm (U) hinweg bewegenden Muster entspricht und

- ein zweites Verknüpfungsglied (33), das auf das dem Schachbrettmuster entsprechenden Signal und auf ein dem festen Muster entsprechenden Signal anspricht, um die Leuchtdichte des festen Musters entsprechend dem sich bewegenden Schachbiettmuster zu ändern.

8. Vorrichtung zum Belichten der gesamten Bildfläche eines Videobildschirms mit derselben Leuchtdichte, wenn auf dem Bildschirm ein festes Muster über einen längeren Zeitraum hinweg abgebildet wird, gekennzeichnet durch:

- einen horizontalen und vertikalen Lagezähler (19, 21), um einen durch einen über den Videobildschirm (11) laufenden Strahl gebildeten Gegenstand über den Bildschirm (11) zu bewegen und

- logische Paritäts-Stufen (30, 31, 33), die auf a) einen Binärzustand des horizontalen Zählers (19) entsprechend einem Bruchteil seines Endzählerstandes, und
einen Binärzustand des vertikalen Zählers (21) entsprechend einem Bruchteil seines Endzählerstandes, und
c) ein das feste Muster darstellende digitale

Signal

ansprechen, um für den Videobildschirm (11) ein Leuchtdichtesignal für eine ungerade Parität der Zustände bzw. der Signale a), b) und c) und ein entgegengesetztes Leuchtdichtesignal für gerade Parität der Signale bzw. Zustände a), b) und c) zu erzeugen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal für ungerade Parität relativ schwarz und für gerade Parität weiß ist.

b)