DE3040954A1

DE3040954A1 - Wechselwirkungs-video-aufzeichnungssystem

Info

Publication number: DE3040954A1
Application number: DE19803040954
Authority: DE
Inventors: Ralph H. 03104 Manchester N.H. Baer; Leonard D. 03054 Merrimack N.H. Cope
Original assignee: Sanders Associates Inc
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1981-09-03
Also published as: GB2062425A; US4359223A; HK55184A; JPS5685786A; CA1149933A; JPH0657393U; JPH085747Y2; DE3040954C2; GB2062425B

Description

Firma SANDERS ASSOCIATES,, INC.,. Daniel Webster Highway, South, Nashua, N.H. 03061, USA

Wechselwirkungs-Video-Aufzeichnungssystem

Die US-PS 4 034 990 offenbart ein System, bei welchem eine Wechselwirkung zwischen zwei Arten von Symbolen erfolgt, nämlich einerseits von Symbolen, die von Signalen herrühren, welche auf einem Video-Aufzeichnungsträger, etwa einem Video-Magnetband oder einer Video-Platte, aufgezeichnet sind und durch ein Video-Wiedergabegerät wiedergegeben werden, und andererseits Symbolen, die von einer Video-Spieleinheit geliefert werden. Dabei werden sowohl die Symbole der Video-Wiedergabeeinheit als auch der Spieleinheit auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre (CRT) wiedergegeben. Die vom Video-Wiedergabegerät abgeleiteten Signale besitzen die Eigenschaft, daß aus ihnen Daten erzeugt werden können, welche beispielsweise festlegen, wo auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre sich die Symbole befinden sollen, welche von der Video-Wiedergabeeinheit geliefert werden und die den Symbolen der Spieleinheit erlauben, mit den Symbolen der Video-Wiedergabeeinheit in Wechselwirkung zu treten.

Bei einer in der US-PS 4 034 990 beschriebenen Ausführungsform

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werden die von der Video-Wiedergabeeinheit gelieferten und Symbole auf der Kathodenstrahlröhre erzeugenden Videosignale in der Weise kodiert, daß sie beim maximalen Weißwert erzeugt werden; die Dekodierung erfolgt dann in der Spieleinheit durch Identifizierung der Signale des maximalen Weißwertes. Die dekodierten Signale können dazu herangezogen werden, logische Wertsignale zu erzeugen, welche zu den Symbolorten auf dem Bildschirm in Zeitbeziehung stehen, d.h., die logischen Signale können bestimmte Vorgänge anzeigen, etwa die Koinzidenz zwischen einem vom Video-Wiedergabegerät erzeugten Signal und einem von der Spieleinheit erzeugten Signal.

Diese Methode eignet sich für eine ganze Reihe von Anwendungsfällen, weist jedoch auch Nachteile auf. So ist die Menge an Daten,welche durch Wertidentifizierung dekodiert werden kann, vergleichsweise klein.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes Video-Wiedergabesystem mit Wechselwirkung zu schaffen.

Die folgende Erfindung besitzt ein weites Erfindungsgebiet und eignet sich für alle Systeme, bei denen von einem Video-Magnetband oder einer Video-Platte gelieferte Symbole auf denvSchirm einer Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden, und zwar zusammen mit Symbolen, die von anderen Geräten stammen, wobei eine Wechselwirkung zwischen diesen von verschiedenen Quellen herkommenden Symbolen gewünscht ist. Die Erfindung eignet sich deshalb insbesondere für die sogenannten Fernsehspiele, für verschiedene Lehr- und Trainingsgeräte und dergleichen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Fernsehspiels beschrieben, wel-

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ches ein sogenanntes Flipper-Spiel simuliert; die Erfindung ist jedoch keineswegs auf solche Flipper-Spiele beschränkt, sondern kann für viele Zwecke eingesetzt werden.

Im Fall eines simulierten Flipper-Spiels kann ein Video-Aufzeichnungsgerät einen farbigen Hintergrund für das Spielfeld und ausserdem bestimmte Spxelkomponenten liefern, beispielsweise Hindernisse, auch Bumpers genannt, wie' sie bei den üblichen Flipper-Maschinen vorhanden sind. Das Video-Aufzeichnungsgerät wird zusammen mit einem von einem Mikroprozessor gesteuerten Video-Spielgerät verwendet, das sowohl andere Symbole liefert als auch Steuerfunktionen, welche sich aus der Bedienung des Geräts durch die •Spieler ergeben. Durch einen Mikroprozessor gesteuerte Fernsehspiele sind' bereits bekannt. Im vorliegenden Fall liefert die Video-Spieleinheit Symbole, welche die Flipper-Kappen, den Ball, bestimmte Hindernisse und numerische Trefferanzeigen darstellen. Während des Ablaufs des simulierten Flipper-Spiels trifft der Ball auf Hindernisse, und zwar auch auf solche, welche vom Video-Aufzeichnungs-Gerät geliefert werden, wobei es sich bei dem Video-Aufzeichnungsgerät um ein Gerät zur Aufzeichnung und Wiedergabe handelt.

Die Videoplatte bzw. das Videomagnetband des Video-Aufzeichnungsgerätes weist Datenbits auf, welche in die horizontalen Rücklaufintervalle jeder Zeile jedes Feldes des aufgezeichneten Signals eingesetzt sind. Diese digitalen Datenbits dienen dazu, die Koordinaten der Objekte oder Symbole festzulegen, welche in den Bildteil im entsprechenden Feld eingeblendet sind. Die in einem oder in mehreren horizontalen Intervallen eingesetzten digitalen Daten bzw. Befehle stehen somit mit dem Videosignal in einer Be-

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Ziehung, die einer "Punkt zu Punkt" bzw. "Feld zu Feld" Zuordnung entspricht. Der Mikroprozessor muß diese Daten erkennen, weil er dann in der Lage ist, die Wechselwirkung zwischen den intern erzeugten Symbolen und den vom Videoband bzw. von der Videoplatte erzeugten Bildsymbolen, die ja gleichzeitig auf dem Bildschirm erscheinen, zu steuern.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die Hauptelemente des Systems nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch die Bildschirmdarstellung beim System nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Systems von Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockschaltbild des im System von Fig. 3 verwendeten Videorekorder-Interface,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des im System von Fig.3 verwendeten Mikroprozessors,

Fig. 6 ein Blockschaltbild des im System von Fig. 3 verwendeten Fernseh-Interface,

Fig. 7 ein Blockschaltbild des im Fernseh-Interface von Fig. verwendeten STeuerkreises, und

Fig.8A ein Flußdiagramm des Ablaufs eines Flipper-Spieles. bis 8E

Als Anlage ist zusätzlich das auf dem Flußdiagramm der Fig. 8 erstellte vollständige Computerprogramm beigefügt; von einer übersetzung der englischsprachigen Erläuterungen ist dabei ab-

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gesehen worden, weil diese Erläuterungen auch für den deutschsprachigen Software-Fachmann in der Originalsprache - die ja die Fachsprache ist - besser verständlich sind als in einer deutschen Übersetzung.

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Auf Fig. 1 der Zeichnung ist perspektivisch ein Wechselwirkungs-Video-Wiedergabesystem nach der Erfindung dargestellt. Die Erfindung besitzt viele Anwendungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Telespiele, der Trainingsgeräte und dergleichen; nachfolgend werden jedoch die Grundlagen der Erfindung in Verbindung mit einem sogenannten Flipper-Spiel erläutert, und es werden die für ein solches Spiel erforderlichen Elemente beschrieben.

Das System weist eine durch einen Mikroprozessor gesteuerte Telespiel-Einheit 10, auch Spielgenerator genannt, auf, mit zwei Flipper-Betätigungsknöpfen 12 (links und rechts), mit deren Hilfe Flipper-Klappen in ähnlicher Weise gesteuert werden wie im Fall eines üblichen Flipper-Spieles. Die von einem Mikroprozessor gesteuerte Spieleinheit 10 weist ferner einen Einwurfschalter 14 auf, mit dessen Hilfe ein Ball in das Flipper-Spiel eingebracht werden kann, ähnlich wie beim Einbringen eines Balles auf die Oberfläche eines üblichen elektromechanischen Flippers. Weiterhin weist die von einem Mikroprozessor gesteuerte Einheit 10 einen System-Rückstellschalter 16, einen Zeit-Rückstellschalter 18 und einen Spiel-Rückschalter 20 auf.

Außerdem weist das System einen Magnetband-Videorekorder 22 auf; selbstverständlich könnte dieser Rekorder 22 auch durch ein Wiedergabegerät mit Videoplatte oder ein anderes Video-Wiedergabegerät£ ersetzt werden. Die vom Magnetband-Videorekorder gelieferten Informationen können jedoch auch vom Fernsehsender drahtlos oder über Kabel geliefert werden. Der Ausgang des Rekorders 22 gelangt über ein Kabel 24 zur vom Mikroprozessor gesteuerten Spieleinheit 10. Ein Kabel 26 verbindet die Spieleinheit 10 mit einem Anzeigegeräte 28, vorzugsweise einem üblichen Fernsehemp-

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fänger.

Auf dem Bildschirm 30 des Fernsehempfängers 28 werden die verschiedenen, die Elemente eines Flipper-Spieles darstellenden Symbole sowie ein farbiger Hintergrund dargestellt. Fig. 2 zeigt die auf dem Bildschirm 30 erscheinenden Symbole für das hier beschriebene Ausführungsbeispiel. Mit 32 ist ein Ball-Symbol bezeichnet, wobei der Ball durch Betätigen des Ball-Einwurfschalters 14 in das Spielfeld eingebracht wird, derart, daß der Ball auf dem Bildschirm erscheint und sich an die oberste Stelle des Spielfeldes bewegt, wie dies auch bei den üblichen Flipper-Spielen der Fall ist. Mit dem Bezugszeichen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 sind sogenannte Hindernisse bzw. Bumpers bezeichnet. Das Hindernis 34 hat die Form einer Zahl; auf der Zeichnung ist das Hindernis 34 als die Zahl O dargestellt. Während des Spiels ändert sich jedoch diese Zahl bzw. Ziffer. Sooft das Hindernis 34 vom Ball 34 getroffen wird, ändert sich die Zahl, und zwar derart, daß der Ziffernwert jeweils um 1 ansteigt, bis letztlich die Zahl 9 erreicht ist. Wird also das Hindernis 34 zum erstenmal vom Ball 32 getroffen, dann ändert sich der Wert von O zu 1; beim nächsten Treffer erhöht sich dann der Wert 1 auf den Wert 2 usw. Die Hindernisse 34, 36, 38, 40, 42, 46, 48, 50 und 52 sind stationäre Hindernisse, während das Hindernis 44 eine oszillierende Bewegung ausführt, wie dies durch die Pfeile 54 angedeutet ist.

Außerdem werden auf dem Bildschirm 30 zwei Flipper-Klappen 56 und 58 dargestellt, deren Bewegung durch die Pfeile 60 und 62 angedeutet ist. Die Flipper-Klappen werden durch Niederdrücken der Schalter 12 bewegt.

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Weiterhin sind auf dem Bildschirm 30 alphanumerische Symbole dargestellt, nämlich die Punktezahl 64 des gerade ablaufenden Spieles, die Punktezahl 66, die während des letzten Spielvorgangs erreicht worden ist, und die Zahl der Bälle 68, welche während des Spieles noch zur Verfügung stehen. Schließlich ist auch noch die Begrenzung 70 dargestellt, welche das simulierte Spielfeld begrenzen.

Bei dieser Ausführungsform werden alle auf dem Bildschirm 30 erscheinenden Symbole vom Spielgenerator 10 erzeugt, mit Ausnahme der die Hindernisse 44, 46, 48 und 50 darstellenden Symbole und der Begrenzung 70 des Spielfelds. Es kann jedoch auch anders vorgegangen werden, so daß etwa einige der hier vom Spielgenerator erzeugten Symbole vom Magnetband-Videorekorder erzeugt werden und umgekehrt.

Wird während des Spiels der Ball-EinwuräAalter 14 betätigt, dann gelangt ein Ball 32 an die oberste Stelle des Spielfeldes. Wenn sich nun der Ball über das Spielfeld bewegt und dabei mit einem Hindernis zusammenstößt, dann erfolgt eine Trefferanzeige. Trifft der Ball das Hindernis 34, dann erhält der Spieler den zehnfachen Wert des Hindernisses als Treffer angezeigt,und das Hindernis wird um die Ziffer 1 erhöht. Werden die Hindernisse 36, 38, 40, 42 oder 52 getroffen, dann werden dafür zehn Punkte angezeigt, und der getroffene Teil des Hindernisses verschwindet auf dem Bildschirm. Eine Berührung der Hindernisse 44, 46, 48 oder 50 erbringt ebenfalls zehn Punkte.

Die über die Schalter 12 betätigbaren Flipper-Klappen 56, 58 dienen dazu, den Ball im Spielfeld zu halten, d.h., den Ball

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nach oben zu schlagen, wenn er sich der unteren Begrenzung des Spielfelds nähert.

Von einigen der Hindernissen prallt der Ball 32 bei Berührung ab, ebenso prallt er bei Berührung der Umgrenzung 70 zurück.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Video-Wiedergabesystems mit Magnetband-Videorekorder 22, von einem Mikroprozessor gesteuerte Video-Spieleinheit 10 und Anzeigengerät 28. Der Ausgang des Magnet-Videorekorders 22 gelangt über das Kabel 24 zu der vom Mikroprozessor gesteuerten Video-Spieleinheit 10. Dieser Ausgang enthält auf dem Videoband aufgezeichnete, zusammengesetzte Video- und Synchronisationssignale und außerdem im Video- bzw. Bildbereich des Bandes Videosignale, welche die Hindernisse 44, 46, 48 und 50 sowie die Begrenzung 70 darstellen. Diese Hindernisse werden.auf dem Magnetband beispielsweise in der Weise aufgezeichnet, daß man eine Videokamera auf eine tatsächliche Flipper-Maschine bzw. einen Teil davon richtet oder auch auf Teile eines hergestellten Modelies. Das Spielfeld kann auch ein gleiches Bild als Hintergrund enthalten, wie dies bei den üblichen Flipper-Maschinen der Fall ist.

Die vom Magnetband-Videorekorder ankommende Information enthält auch digitale Daten. Bei dieser Ausführungsform folgen die digitalen Daten den horizontalen SynchronisationsSignalen, derart, daß in vielen der horizontalen Linien des Spielfeldes Daten enthalten sein können. Das Datensignal befindet sich genügend nahe den Helltastsignalen, so daß auf dem Bildschirm 30 keine ungewünschten Anzeigen erscheinen. Bei einem Farbsystem werden diese digitalen Datensignale im allgemeinen dem Farbburst

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folgen. Andererseits aber können die digitalen Daten auch in den vertikalen Intervallen vorgesehen sein; das bedeutet, daß die digitalen Daten dem Farbburst in den ersten 20 bis 25 Horizontallinien während der vertikalen Intervalle folgen, die auf dem Bildschirm infolge der vertikalen Helltastung und der Empfänger-Ubertastung nicht erscheinen.

Wenn auch hier gesagt ist, daß die digitalen Datensignale so nahe den Helltastsignalen liegen, daß eine unerwünschte Anzeige auf dem Bildschirm vermieden ist, so ist es doch nicht zwangsläufig erforderlich, in dieser Weise zu verfahren. Wenn größere Mengen an Daten erforderlich sind, dann kann so verfahren werden, daß längs einer oder mehrerer ganzer Horizontallinien die Daten "1" und "0" eingesetzt werden; dies kann sogar bei allen Linien des gesamten Feldes erfolgen. Eine Beeinflussung der Anzeige ist dabei nicht zu befürchten, weil der Vorgang unter Steuerung des Mikroprozessors erfolgt und der Mikroprozessor in der Lage ist, die Anzeige an jeder Stelle auszutasten, die von einer Dateninformation besetzt ist. In bestimmten Anwendungsfällen könnte eine große Menge von Daten abgegeben werden,und zu diesem Zweck kann der Mikroprozessor die ankommenden Videosignale für eine kurze Zeitspanne abhalten, die genügt, die Daten zu übertragen.

Die digitalen Daten jedes Feldes beziehen sich auf die Bilder des Feldes, das auf dem Fernsehempfänger dargestellt werden soll. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel, bei dem die von der Video-Wiedergabeeinheit abgegebene Information die Hindernisse 44, 46, 48 und 50 sowie die Begrenzung 70 repräsentiert, informieren diese digitalen Daten im horizontalen Intervall den

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Mikroprozessor über den Ort dieser Hindernisse und der Begrenzung, so daß alle Signale, die in der vom Mikroprozessor gesteuerten Video-Spieleinheit erzeugt werden, mit den die Hindernisse und die Begrenzung repräsentierenden Signalen in Wechselwirkung treten können. So wird beispielsweise der Mikroprozessor kontinuierlich davon in Kenntnis gesetzt, wo sich der von der Spieleinheit 10 erzeugte Ball 32 auf dem Bildschirm befindet. Weiterhin wird der Mikroprozessor von den vom Magnetband-Videorekorder übertragenen digitalen Daten davon in Kenntnis gesetzt, wo sich die Hindernisse 44 bis 50 und die Begrenzung 70 befinden. Der Mikroprozessor kennt also den Ort des Balls und den Ort der Hindernisse bzw. der Begrenzung. Somit ist der Mikroprozessor in der Lage zu entscheiden, daß der Ball das Hindernis bzw. die Begrenzung berührt hat und kann entsprechende Befehle abgeben, wie sich nun der Ball zu bewegen hat. So kann beispielsweise der Mikroprozessor befehlen, daß das Hindernis den Ball für eine bestimmte Zeitdauer festhält und ihn dann nach oben oder in irgendeine andere Richtung zurückschickt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist somit, daß sich die in den horizontalen und/oder vertikalen Intervallen des Video-Magnetbandes befindenden digitalen Daten auf das. Videosignal für dasselbe Feld des visuellen Teils der Fernsehabtastung beziehen.

Das gesamte Signal des Magnetband-Videorekorders, einschließlich der Videosignale, die auf dem Bildschirm 30 des Fernsehgeräts 28 darzustellende Objekte repräsentieren, der Synchronisationssignale und der digitalen Daten, die in die horizontalen Intervalle während und/oder nach einem vertikalen Intervall eingesetzt sind, werden über die Leitung 24 auf ein Magnetband-Videorekorder- Interface 72 gegeben, das im einzelnen in Fig. 4

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dargestellt .ist.

Das Magentband-Videorekorder-Interface, nachfolgend kurz VTR-Interface genannt, überwacht die vom Rekorder 22 zugeführten Signale und enthält einen VTR-Trennkreis 74, einen Horizontalsynchronisations-Phasenregelkreis 76, einen Hauptoszillator 78 und einen Universal-Synchron-Asynchron-Empfänger-übertrager, letzterer nachfolgend kurz USART genannt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Datenbit in jeder übernächsten Rasterlinie des Videobandes·gespeichert. Der Grund dafür ist die begrenzte Geschwindigkeit des USART. Es ist jedoch damit zu rechnen, daß in nächster Zeit Geräte auf den Markt kommen, die höhere Geschwindigkeiten erlauben; damit kann dann auf jeder Rasterlinie ein Datenbit kodiert werden.

Vom Videorekorder 22 kommen die Daten in synchroner Weise an. Ein Datenwort besteht aus einem Anfangsbit, acht Datenbits und einem End-Bit, übliche Fernsehempfänger haben einen Horizontallinienraster entsprechend 15,734 kHz. Weil jede Information aus zehn Bits besteht, beträgt die Baud-Menge 786 Worte pro Sekunde. Nach Empfang eines Datenworts teilt das VTR-Interface dem Mikroprozessor das Ereignis mit.

Der VTR-Trennkreis 74 entnimmt dem vom Videorekorder ankommenden Signal die Synchronisationssignale und die Datensignale und gibt die Datensignale an den USART und die horizontalen Synchronisationssignale dem Horizontalsynchronisations-Phasenregelkreis 76 weiter, der ein Signal auf den Hauptoszillator 78 gibt.

Gemäß Fig. 3 enthält der Spielgenerator einen Mikroprozessor 84

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und ein Steuerpult 86. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Steuerpult die Schalter 12, 14 und 20 von Fig. 1 auf. Das Steuerpult 86 erzeugt Steuerdaten und gibt diese über die Leitung 88 auf den Mikroprozessor 84.

Bei dem dargestellten Mikroprozessor handelt es sich um einen Mikroprozessor vom Typ Intel 8085; der Prozessor ist näher in Fig. 5 dargestellt. Der Prozessor enthält eine Zentralprozeßeinheit 90, nachfolgend kurz CPU genannt, einen programmierbaren Festspeicher 92, einen Speicher mit direktem Zugriff, nachfolgend kurz RAM genannt, und einen Eingabe/Ausgabe-Kreis 96, nachfolgend kurz E/A-Kreis genannt. Bei dieser Anordnung handelt es sich um eine Standard-Anordnung. Die Spielregeln werden im PROM 92 gespeichert, und der RAM 94 dient als schneller Zwischenspeicher. Der E/A-Kreis 96 sendet Signale zum Steuerpult und zu einem Ton-Interface 100 (Fig. 3).

Das Ton-Interface 100 setzt die ihm vom Mikroprozessor zugeführten logischen Signale in Tonfrequenzsignale um, die einem Lautsprecher 102 zugeführt werden; damit wird die Geräuschkulisse eines tatsächlichen Flipper-Spiels nachgeahmt, ähnlich wie dies bei den üblichen Fernsehspielen mit Mikroprozessor bereits bekannt ist.

Der Spielgenerator enthält außerdem ein TV-Interface 104, das im einzelnen in Fig. 6 dargestellt ist und mit den anderen Komponenten des Systems und mit der Kathodenstrahlröhre 28 so zusammenwirkt, daß ein Fernsehbild erzeugt wird. Die vom VTR-Interface gelieferten Taktsignale werden in einem Haupt-Taktkreis verarbeitet. Ein in Fig. 7 dargestellter und weiter unten er-

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läuterter TVI-Steuerkreis 108 wirkt als Schnittstelle zwischen dem Mikroprozessor und den Speichern mit direktem Zugriff des TV-Interface. Der TVI-Steuerkreis zwischenspeichert somit den Datenstrom des Mikroprozessors aus demjenigen des TVI. Aufgrund dieser Zwischenspeicherung hat der TVI einen Zugriff zu seinem eigenen Speicher mit freiem Zugriff, während der Mikroprozessor ebenfalls dazu einen Zugriff hat. Der TVI weist außerdem einen Zeichen-Speicher 110 mit freiem Zugriff, einen CRT-RAM 112, einen Videokodierer 114, ein Monitor-Interface 116 und einen Koinzidenzkreis 118 auf. Im CRT-RAM werden dynamische Speicher mit freiem Zugriff verwendet, um eine intensive RAM-Anzeige zu verwirklichen. Der CRT-RAM ist so gestaltet, daß er die gewünschte CRT-Anzeige lagerichtig darstellt. Darzustellende Zeichen werden vom Mikroprozessor durch den TVI-Steuerkreis 108 in den Zeichen-RAM 110 gegeben. Für jedes darzustellende Zeichen werden dann die kartesischei Koordinaten in den TVI-Steuerkreis gegeben, und zwar ebenfalls durch den Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ermöglicht dann den übergang des Zeichens vom Zeichen-RAM (Speicher mit freiem Zugriff) zum CRT-RAM. Bewirkt wird der übergang vom TVI-Steuerkreis. Der Video-Kodierer 114 dient dazu, die Inhalte des CRT-RAM so zu verriegeln, daß die dem Monitor-Interface 116 zugeführten Signale frei von Unregelmäßigkeiten sind. Diese Unregelmäßigkeiten basieren auf der Arbeitsweise der im CRT-RAM verwendeten dynamischen Speicher mit freiem Zugriff. Diese Signale werden dann mit Synchronisationssignalen und einem Farbburst kombiniert, so daß das zum Fernsehgerät gelangende Signal die geeignete Form hat. Der Koinzidenzkreis 118 dient dazu, den übergang der Daten vom Zeichen-RAM zu CRT-RAM zu überwachen. Wird ein Zeichen auf ein anderes Zeichen überschreiben, dann wird Koinzidenz festgestellt.

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Der TVI-Steuerkreis ist in Fig. 7 dargestellt. Ein Fernsehempfang-Zustandskreis 120, nachfolgend kurz TX-Zustandskreis genannt, stellt den Ausgangskreis für den Mikroprozessor dar. Aus diesem Ausgangskreis treten Signale aus und ordnen sequentiell die verschiedenen Funktionen des TVI. Ein Zeichen-Adressenkreis 122 enthält die Zeilen- und Spaltenkoordinaten eines Elements eines Zeichens, das im Zeichen-RAM abrufbar ist. Ein Adressen-Summierkreis 126 führt die Addition der betreffenden Koordinaten des Ortes des ZEichens mit dem Inhalt der Zeichenadresse durch. Die sich ergebende Adresse ist dann die Stelle, an welcher ein Zeichenelement geschrieben werden muß. Ein dynamischer RAM-Taktkreis 128 erzeugt die Adressen, die erforderlich sind, um eine entsprechende übertragung von den CRT-Speichern auf den CRT zu bewerkstelligen.

Die Fig. 8A bis 8E zeigen ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms, wie es für das beschriebene Flipper-Spiel geeignet ist. Dieses Programm wird im PROM 92 des Mikroprozessors 84 gespeichert. Fig. 8 gibt eine Erläuterung der verschiedenen Symbole, wie sie in dem Flußdiagramm verwendet werden.

Das Programm beginnt mit dem Schritt 200. Zuerst löscht der Mikroprozessor mit dem Schritt 202 den CRT-RAM 112 des Fernseh-Interface. Der CRT-RAM entspricht sozusagen einer Abbildung des Bildschirm-Zeilenrasters; das bedeutet, daß jeder Speicherplatz einer bestimmten Stelle auf dem Bildschirm 30 entspricht. Der nächste Programmschritt, nämlich der Schritt 204, aktiviert den RAM 94 des Mikroprozessors und den Zeichen-RAM 110 des FernsehInterface. Die Aktivierung des Mikroprozessor-Speichers 94 bewirkt eine Abgabe von Informationen durch den PROM 92 des

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γ γ

Mikroprozessors und eine Überführung dieser Informationen in den Zwischenspeicher RAM 94. Die verschiedenen Befehle, die not-

zu ermöglichen,

wendig sind, um dem CPU 90/mit seinen Peripheriegeräten in Verbindung zu treten, stellen ein Beispiel für eine derartige Information dar. Die Anregung des Zeichen-RAM 110 des TVI dient dazu, um die Form der verschiedenen Zeichen festzulegen, die auf dem Flipper-Feld erscheinen sollen. Der Mikroprozessor geht dann im Schritt 206 in eine Wartestellung.

Der Mikroprozessor bleibt solange in Wartestellung, bis er einen ünterbrechungsbefehl 208 erhält. Die Unterbrechung 208 tritt am Beginn des vertikalen Intervalls einer Abtastung auf. Der Mikroprozessor bereitet an diesem Punkt einen Bereich seines Speichers 94 für die Speicherung von Daten vor, die vom USAPT 80 des VTR-Interface kommen. Diese Information ist die Koordinate des Zeichens, welches vom Magnetband-Videorekorder geliefert wird (die Datenbits sind in den horizontalen RücklaufIntervallen angeordnet) .

Beim Schritt 210 ist der USART 80 angeregt. Die Anregung bedeutet, daß der USART über das Format informiert ist, welches ein Datenwort bildet. Das bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Format ist bereits vorab beschrieben worden. Beim Schritt 212 wird dem TVI befohlen, das Zeichen des Balls aus siner alten Position zu löschen. Der erste Zeitabschnitt des Programms stellt einen Blindvorgang dar, weil zu diesem Zeitpunkt der Ball noch nicht auf dem Bildschirm erscheint. Zum Zeitpunkt dieses Schrittes war das Flag DSPFLG ursprünglich zu Null gemacht worden. Der Schritt 214 ist eine Schleife, die zur Feststellung dient, ob das Flag DSPFLG gleich 1 ist. Ist es

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nicht 1, dann bleibt der Mikroprozessor in der Schleife. Ist es jedoch 1, was bedeutet, daß der TVI den Ball in der alten Position tatsächlich gelöscht hat, dann wird der Schritt 216 ausgeführt, bei welchem Schritt dem TVI befohlen wird, den Ball in die neue Position im Speicher einzuschreiben. Der Mikroprozessor bestimmt dann über die Schleife 218, ob das Einschreiben des Balls in die neue Position beendet ist. Ist dies noch nicht der Fall, dann bleibt der Mikroprozessor in der Schleife. Ist jedoch der Vorgang beendet, womit dann DSPFLG gleich 1 ist, dann wird der Schritt 220 des Programms durchgeführt, gefolgt von den Schritten'222, 224 und 226. Die Schritte 220, 222, 224 und 226 ähneln den Schritten 212 und 216 bezüglich der Löschung einer alten Ballposition und der Einschreibung einer neuen Ballposition. In der Schritten 220, 222, 224 und 226 befiehlt der Mikroprozessor dem TVI, die linke Flipper-Klappe in die neue Position einzuschreiben, die rechte Flipper-Klappe aus der alten Position zu löschen und schließlich die rechte Flipper-Klappe in die neue Position einzuschreiben. Die Schleifen 228, 230, 232 und 234 dienen zur Feststellung, ob die Lösch- und Einschreibvorgänge der Flipper-Klappen bereits durchgeführt sind; erst daraufhin erfolgt dann der nächste Schritt.

Während der Ball und die Flipper-Klappen in Stellung gebracht worden sind, hat das USART 80 Datenbits' vom Magnetband-Videorekorder erhalten. Nachdem das USART ein Datenwort empfangen hat (8 Bits bei dieser Ausführungsform), erzeugt es ein Unterbrechungssignal vom Typ B, wie es im Flußdiagramm an verschiedenen Positionen 236 angedeutet ist. Diese Unterbrechungen bewirken, daß das CPU den Vorgang, den es gerade durchführt, zu beenden und

/hat
sich somit freizumachen für eine Speicherung der Inhalte des USART

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(das empfangene Datenwort) im RAM 94 des CPU. Die Unterbrechung 2 36 ist eine synchrone Unterbrechung; sie kann jederzeit auftreten.

Die nächste Stufe 238 des Flusses bestimmt, ob der Gatter-Flag, nachfolgend kurz GFLAF gemannt, Null gesetzt worden ist. Wenn der Speicher mit direktem Zugriff ursprünglich angeregt worden ist, dann war das GFLAG 1. Wenn das Gatter-Flag den Wert 1 hat, dann befiehlt der Mikropro2;essor dem TVI, die Hindernisse 36, 38, 40, 42 und 50 einzuschreiben, was den Schritt 240 bedeutet.

Beim Schritt 242 liest der Mikroprozessor den Spiel-RückstP.lI-schalter 10 des Spielgenerc±ors 10 aus, und wenn zu diesem Zeitpunkt der Spieler den Schalter betätigt hat und eine Spielrückstellung wünscht, dann wird der Mikroprozessor entsprechend informiert. Wenn beim Schritt 244 des Programmablaufes eine Betätigung des Spielschalters erkannt worden ist, dann stellt der Mikroprozessor die Flags zurück, setzt das Gatter-Flag auf GFLAG = 1, ändert die letzte Punktanzeige 66 (Fig. 2) auf dem Bildschirm, setzt die gegenwertige Punktzahl 64 auf dem Bildschirm auf den Wert Null zurück und gibt der Zahl der Bälle an der Stelle 68 des Bildschirms den Wert 5. Das Programm führt dann die Schritte 246 bis 264 durch. Diese Schrittfolge, ebenso wie die bereits beschriebenen Schritte, wird im einzelnen in dem beigefügten tatsächlichen Programm dargestellt; dieses beigefügte Programm soll ein Bestandteil der Beschreibung sein.

Befindet sich der Ball an der Einwurfstelle, dann stellt der Schritt 246 fest, ob der Ball eine Geschwindigkeitsänderung infolge einer Freigabe des Schalters 14 für die Balleingabe zeigt

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oder infolge der Krümmung der Spielfeldbegrenzung 71. Beim Schritt 248 untersucht der Mikroprozessor die Flipper-Schalter 12 und stellt die geeignete Position der Flipper-Klappen infolge der Betätigung der Flipper-Schalter fest. In der Stufe 250 wird ein Geschwindigkeitsinkrement der vertikalen Komponente der Geschwindigkeit des Balls hinzuaddiert, wobei der Ball vom oberen Ende des Spielfeldes sich gegen das untere Ende des Spielfeldes hin bewegt.

Der Schritt 252 erfordert eine Bestimmung, ob eine Koinzidenz zwischen dem Ball und irgendeinem Hindernis besteht und bei Bestehen einer solchen Koinzidenz ändert der Mikroprozessor die Geschwindigkeit des Balls, ändert eventuell die Eigenschaften des Hindernisses, steigert beispielsweise den Wert des Hindernisses 34, oder löscht einen Teil der Hindernisse 36, 38, 40, 42 und 52; erforderlichenfalls ändert der Mikroprozessor auch bei einer Koinzidenz mit einem Hindernis die Trefferanzeige.

Im Schritt 254 stellt der Mikroprozessor fest, ob eine Koinzidenz zwischen dem Ball und einer Flipper-Klappe erfolgt ist und ändert die Ballgeschwindigkeit und die Richtung des Balls. In dem Schritt 256 stellt der Mikroprozessor fest, ob eine Koinzidenz zwischen dem Ball und einer Wand 70 erfolgt ist und ändert wiederum die Ballgeschwindigkeit. Der Schritt 258 des Programms dient zur Begrenzung der Maxiralgeschwindigkeit des Balls, nimmt also Energie aus dem System Ii ar aus; bei einem tatsächlichen F lipper-Spiel wird dies durch unelastische Hindernisse bewirkt, welche die Ballgeschwindigkeit verzögern.

Der Schritt 260 des Programms dient zur Ausführung der Ballbe-

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-ÄS-

wegung,nachdem die Ballgeschwindigkeiten gemäß der obigen Stufen geändert worden sind. Der Mikroprozessor multipliziert die Geschwindigkeit mit einem Zeitfaktor und setzt eine neue Ballposition fest.

Im Schritt 262 erfolgt die Ausführung der Trefferanzeige- und Tonmodule. Nach einer Koinzidenz tritt ein Flag auf, der später im Tonmodul 100 die Ausstreihlung eines Tons bewirkt, wobei dann der Tonmodul den Lautsprecher 102 entsprechend betätigt.

Im Schritt 264 überprüft der Mikroprozessor den USART-Zwischenspeicher, überprüft die dort gespeicherten Informationen und verarbeitet diese. Diese Informationen beziehen sich auf den Ort und die Eigenschaften der Hindernisse, welche vom Magnetband-Videorekorder geliefert werden. Nach diesem Schritt kehrt das Programm dann zum Schritt 206 zurück, und das Programm wird in der beschriebenen Weise erneut durchlaufen. Das Computerprogramiin zur Durchführung des erwähnten Vorgangs ist in der beigefügten Anlage A niedergelegt.

Das Programm ist in Assemblersprache angegeben und zur Eingabe in den Mikroprozessor, im vorliegenden Fall einen Mikroprozessor vom Typ Intel 8085, ist. es erforderlich, einen Cross-Assembler zu verwenden, der die Assemblersprache in die Maschinensprache umsetzt. Es ist hier nicht erforderlich, im einzelnen das Programm durchzugehen, weil dem Programmbenutzer zahlreiche Kommentare gegeben werden, die die Funktion der jeweiligen Programminstruktion erläutern. So ist es beispielsweise beim Schritt 03100 (Seite 1) leicht zu erkennen, daß der Startschritt äquivalent ist dem Anfangsschritt 200 des Flußdiagramms von Fig. 8.

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In ähnlicher Weise befinden sich beim Schritt 04800 (Seite 1) des Programms klare Instruktionen, die erkennen lassen, daß hier das Programm den CRT-Speicher löscht, vergleichbar dem Schritt 202 des Flußdiagramms.

Im Schritt 20900 (Seite 3) bedeutet die Instruktion durch GFLAG wie die Instruktion des Schrittes 238 des Flußdiagramms. Geht man weiter im Programm, so ergibt sich, daß in der mit "gravity" bezeichneten Stufe 09900 (Seite 4) bis zur Stufe 11500 die Routine durchgeführt wird, welche der Ausführung der Stufe 250 des Flußdiagramms entspricht, also der Simulierung der auf den Ball einwirkenden Schwerkraft. Der Schritt 11800 (Seite 4) ist mit "Koinzidenz/zwischen EalLund Flipper-Klappe" bezeichnet und die nachfolgenden Schritte bis zum Schritt 28700 enthalten die Routine zur Feststellung einer solchen Koinzidenz zwischen Ball und Flipper-Klappe, wie dies beim Flußdiagramm im Schritt 254 geschieht. Nach dem Schritt 50300 (Seite 6), welcher dem Ende des Schrittes 264 des Flußdiagramms entspricht, sind einige Kode angegeben. Diese Kode bestehen aus Datentabellen, welche das CPU mit Informationen versehen, etwa dem Flipper-Klappe-Ausgangspunkt, den alphanumerischen Formfaktoren, der Flipper-Klappegestalt und dergleichen. All dies ist klar aus den Anmerkungen des Programms ersichtlich.

D:.e verausgehende Beschreibung, d?.c F?.u'?diag-"amm und de· ··■ Tc'np >.-

-j. orocranm bez liehen sich auf ein typisches Flipper—Sy.i.vT. V-·. 3if".'c;.r-' geht jedoch über ein bloßeö ".ipper-Spiel hiricus ν \d bei-".-.·?.' -st. eine Technik zur Durchführung von aktiven Spielvugangen, Tra.'.nr'.no-svorgärxgen, Lehrvorcänge" und dergleichen. ^{v i4} denen physikalische Objekte, beispielsweise Hindernisse, -^r~ -^V-

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ü-ici dorgj.cichcn, die von einem Videoband oder einer Videoplatte Ib-C-Io₁-(J.^ werden, auf dem Bildschirm dargestellt und mittels . ; Pr jq.auixns ~üit einer Vielzahl von Eigenschaften ausgestattet ./o. ^en können.

-'•i- Beispiel sei noch die Anwendung auf ein Trainings system erwärmt, das dazu dient, militärische Personen für den Gebrauch leichter Panzerabwehrwaffern zu trainieren. In diesem Fall werden auf dem Videoband ein Hintergrund und ein sich bewegender Ganzer aufgezeichnet. Das Ziel der Trainingsübung besteh-c nun darin, militärischen Personen zu zeigen, wie auf den Panzer geschossen werden soll. Zu diesem Zweck erzeugt nun der Ausg^nc, cies Videorekorders auf einem Fernseh-Bildschirm einen Hinter qrund mit den sich davor bewegenden Panzern. Außerden enthält das System eine simulierte Waffe mit Fotozelle, weiche die übende Person auf den Bildschirm gegen den Panzer schießen soll. Wenr die übende Person den Abzug der Übungswaffe betätigt, erscheint ein Lichtpunkt auf dem Fernsehbild, und zwar an der Stelle, auf welche die übende Person hätte zielen müssen, beispielsweise auf den Turm des Panzers. Wenn nun die übende Person tatsächlich mit der Übungswaffe richtig gezielt hat, dann erzeugt die Fotozelle in der Waffe ein Ausgangssignal, und zwar in Abhängigkeit von dem erwähnten Lichtpunkt. Das Merkmal der ineinandergreifenden Wirkung liegt dabei darin, daß im Videoband Daten gespeichert sind, und zwar in den horizontalen Rücklaufintervallen, welche den Ort des Panzers derart bestimmen, daß dann, wenn die Übungsperson die Übungswaffe auslöst, die Information im horizontalen Intervall dazu veranlaßt wird, über besondere

Schaltkreise ein Signal abzugeben, welches den erwähnten Lichtkann purtkt auf dem Bildschirm hervorrufen/ Ähnlich wie beim Flipper-

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Spiel sind also die Daten in den horizontalen Rücklaufintervallen den Informationen im Bildbereich der Fernsehabtastung zugeordnet^ und zwar auf der Basis einer Punkt zu Punkt-Zuordnung.

Vorstehend ist ein spezielles Spiel in Verbindung mit einem Videoband oder einer Videoplatte beschrieben worden, es können jedoch auch andere Videoquellen herangezogen werden. So können beispielsweise Kanäle des Kabelfernsehens für Spiele herangezogen werden, wobei dann über diese Kanäle dieselben Informationen ankommen wie sie vom Videoband 22 abgegeben werden. Auch wäre es denkbar, die vom Videorekorder 22 herkommenden Informationen von einer Sendestation oder über einen Satelliten drahtlos zu übertragen. Jedenfalls würden auch dann über Kabel oder drahtlos die erforderlichen Videosignale von einem Aufzeichnungsgerät kommen oder sogar sofort von einer Fernsehkamera. Daraus ist ersichtlich, daß die Erfindung zahlreiche Abwandlungen erfahren kann, ohne daß von ihren Grundlagen abgegangen wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Videosystem, gekennzeichnet durch eine Quelle für ein Fernsehformat aufweisende Videosignale, die sowohl auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre wiederzugebende Bildinformationen als auch mit den Bildinformationen in Beziehung stehende Digitaldaten liefert, wobei die Digitaldaten den Bildinformationen "Feld für Feld" zugeordnet sind, durch einen Signalerzeuger, wobei die von dem Signalerzeuger erzeugten Signale auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre zur Anzeige von Symbolen führen, und durch auf die Digitaldaten ansprechende Schaltkreise, welche auf den Signalerzeuger Eingangssignale geben, welche die vom Signalerzeuger erzeugten Signale so beeinflußt, daß sich die Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre ändert.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß. die von der Videoquelle gelieferten Videosignale aufgezeichnete Signale sind.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für Videosignale ein Video-Aufzeichnungsgerät ist.

BftnkhHur, M«rck. Pinck & Co. München ι (31 2 700T1CMOO) Konto Nr 254 (..4ii

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Bankhaus H. Aufhäuser. München (BLZ 700 30600) Konto-Nr 261300

TELEGR7CABLE: PATENTSENIOR

Postscheck- München

(BLZ 70010080) Konto-Nr. 20904-800

3M.P954

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Video-Aufzeichnungsgerät ein Magnetband-Videorekorder ist.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Video-Aufzeichnungsgerät ein Video-Plattenrekorder ist.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für Videosignale eine Fernseh-Sendestation ist.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für Videosignale ein drahtloser Fernsehsender ist.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die
Quelle für Videosignale eine Sendestation für Kabelfernsehen
ist.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitaldaten den jeweiligen Ort zumindest eines Objektes festlegen, welches durch die Bildinformationen definiert und im selben Feldintervall des Fernsehformats enthalten ist.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinformationen bildliche Objekte enthalten, die mit Symbolen in Wechselwirkung stehen, welche vom Signalerzeuger geliefert
werden.

11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalerzeuger ein Fernsehspielgerät enthält.

12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der

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Signalerzeuger einen Mikroprozessor enthält.

13. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalerzeuger ein von einem Mikroprozessor gesteuertes Fernsehspielgerät enthält.

14. Mit einem Videosystem in Wechselwirkung stehendes Video-Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch einen Aufzeichnungsträger, auf welchem Videosignale eines Fernsehformats aufgezeichnet sind, die sowohl auf dem Schirm eines Fernsehempfängers darzustellende bildliche Informationen als auch mit den Bildinformationen in Wechselwirkung stehende digitale Daten enthalten, wobei die digitalen Daten den Endinformationen "Feld für Feld" zugeordnet sind, durch einen Signalerzeuger, der auf dem angeschlossenen Fernsehempfänger die Wiedergabe von Symbolen hervorruft, und durch auf die Digitaldaten ansprechende Schaltkreise, welche auf den Signalerzeuger Eingangssignale geben, welche die vom Signalerzeuger erzeugten Signale so beeinflussen, daß sich die Anzeige auf dem Fernsehempfänger ändert.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalerzeuger ein von einem Mikroprozessor gesteuertes Videospielgerät enthält.

16. Wechselwirkungs-Videosystem, gekennzeichnet durch eine Quelle für Videosignale eines Fernsehformats, die sowohl auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre wiederzugebende bildliche Informationen als auch Digitaldaten liefert, welche vorgegebene Eigenschaften der Bildinformationen identifizieren, wobei die Digitaldaten den Bildinformationen "Feld für Feld" zugeordnet

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sind, durch einen Signalerzeuger, der auf dem Bildschirm der angeschlossenen Kathodenstrahlröhre die Abbildung von Symbolen hervorruft, und durch auf die Digitaldaten ansprechende Schaltkreise, die auf den Signalerzeuger Eingangssignale geben, welche die vom Signälerzeuger erzeugten Signale so beeinflussen, daß sich die Anzeige auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ändert.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitaldaten den Ort bestimmter bildlicher Informationen auf

dem Fernsehschirm bestimmen.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Digitaldaten ansprechenden Schaltkreise auch solche Schaltkreise enthalten, die erkennen, wenn eine bestimmte bildliche Information sich im wesentlichen an derselben Stelle im Fernsehformat befindet wie ein Symbol, welches von den Signalen des Signalerzeugers hervorgerufen worden ist.

19. Von einem Mikroprozessor gesteuertes Videosystem, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum Erzeugen von Symbolen auf dem Schirm eines Fernsehempfängers, durch ein Video-Aufzeichnungsgerät zum Erzeugen von Symbolen auf dem. Schirm des Fernsehempfängers, wobei das Video-Aufzeichnungsgerät einen Video-Aufzeichnungsträger aufweist, auf welchem Signale aufgezeichnet sind, die sowohl Symbole als auch Digitaldaten hervorrufen, welche den Symbolen "Feld für Feld" zugeordnet sind, und durch auf die Digitaldaten ansprechende Schaltkreise, welche die vom Symbolerzeuger erzeugten Symbole beeinflussen.

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20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Digitaldaten ansprechenden Schaltkreise auch solche
Schaltkreise enthalten, welche einem vom Symbolerzeuger erzeugten Symbol einen bestimmten Ort auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers zuweisen.

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Symbolerzeuger erzeugten Symbole Spielsymbole sind und das
System zur Durchführung von Fernsehspielen dient.

22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich bewegendes Symbol einen Ball darstellt und daß die vom Video-Aufzeichnungsgerät erzeugten Symbole Hindernisse darstellen.

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Digitaldaten ansprechenden Schaltkreise auch Schaltkreise enthalten, welche dem Ball eine Bewegungskomponente verleihen, wenn er mit einem Hindernis zusammenstößt.

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