DE2609826A1

DE2609826A1 - Bildsteuergeraet zur verwendung mit einem fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE2609826A1
Application number: DE19762609826
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ALPEX COMPUTER CORP
Current assignee: ALPEX COMPUTER CORP
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1976-09-23
Also published as: GB1535999A; CA1082351A; DE2609826C2; FR2304124A1; FR2304124B1; JPS6330033B2; US4026555A; JPS51113529A

Description

Pcrtenkrawftl!»

Dr.-Ing. Wilhelm Beicliel
Dipi-feg. Woligcng Eeichel

6 Frankfurt a. M. 1
Parlcsiraße 13

8396

ALPEX COMPUTER CORP., Danbury, Connecticut, VStA

Bildsteuergerät zur Vervrendung mit einem Fernsehempfänger

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Steuern des Bildes oder der Videoanzeige eines üblichen Fernsehempfängers. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Gerät, das mit den Antennenanschlüssen eines Fernsehgerätes verbunden werden kann und das zum Erzeugen eines vorbestimmten Bildes einschließlich von verschiedenen Bildsymbolen dient. Die Positionen der Bildsymbole können von einem Benutzer selektiv manipuliert werden. Ein bevorzugter, aber nicht darauf begrenzter Anwendungsbereich liegt auf dem Gebiet des Spiels und der Unterhaltung von Erwachsenen und Kindern.

Aus den US-Patentschriften 3 659 284 und 3 659 285 sind Anordnungen bekannt, mit denen man unter Verwendung von Fernsehempfängern verschiedenartige Spiele durchführen kann. Diese Anordnungen enthalten eine elektronische Schaltung, die zu geeigneten Zeitpunkten während des Abtastens eines üblichen Fernsehempfängers Videosignale erzeugt, um auf dem Bildschirm gewisse vorbestimmte Bildsymbole darzu-

609839/1034

stellen. Durch Steuerung des Zeitpunktes des Auftretens dieser Videosignale kann der Benutzer die Positionen der verschiedenen Bildsymbole manipulieren. Durch Anbringen einer Transparentauflage auf dem Bildschirm kann man mit diesen Anordnungen verschiedene Spiele durchführen.

Die Erfindung befaßt sich mit einem elektronischen Gerät zum Erzeugen von Videosignalen für übliche Fernsehempfänger und unterscheidet sich in wesentlichen Punkten von den genannten bekannten Anordnungen. So gibt die Erfindung dem Benutzer eine wesentlich größere Steuerungsmöglichkeit, um die Bildsymbole darzustellen und zu manipulieren. Dadurch wird der Unterhaltungswert der Anordnung beträchtlich erhöht. Ferner lassen sich mit dem Erfindungsgegenstand eine wesentlich größere Anzahl von Spielen durchführen als mit den üblichen Anordnungen. Darüber hinaus wird kein Transparentschirm benötigt, um für unterschiedliche Spiele die Begrenzungslinien und andere Bedingungen festzulegen. Die Gesamtanordnung ist flexibler und dem Geschick des Einzelnen besser angepaßt, Dadurch wird der Spielanreiz beträchtlich gesteigert.

Ein weiterer bedeutender Punkt besteht darin, daß die Erfindung bezüglich ihrer Anwendung nicht auf die Unterhaltung begrenzt ist. Die Anordnung kann man als Heimanschlußgerät verwenden, um ausgewählte Nachrichten irgendwelcher Art zu erzeugen, zu empfangen und darzustellen. Dieselbe grundsätzliche Anordnung, die zum Anzeigen und zum Manipulieren von Bildsymbolen in einem Spiel dient, kann beispielsweise als Rechner oder Kalkulator herangezogen v/erden, wobei der Bildschirm die Endresultate, Zwischenresultate, gespeicherte Größen und viele andere Werte anzeigen kann.

Nach der Erfindung wird ein Fernsehraster in eine Vielzahl (beispielsweise etwa 32000) von einzelnen Punkten oder Balken digitalisiert. Ein Direktzugriffspeicher

609839/1034

mit einer vergleichbaren Vielzahl von Datenspeicherplätzen enthält eine digitale Repräsentation der auf dem Bildschirm wiederzugebenden Daten. Die Daten werden normalerweise synchron mit dem Abtasten des Fernsehbildschirms aus dem Speicher gelesen, d.h., daß jeder Speicherplatz aus dem Speicher gelesen wird, wenn der Katodenstrahl gerade den diesem Speicherplatz zugeordneten Balken des Rasters überstreicht. Die Bilddaten werden in dem Speicher unter der Steuerung eines programmierten Mikroprozessors eingeschrieben, der die in dem Speicher gespeicherten Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Zustand von Tasten auf einem von dem Benutzer manuell betätigbaren Tastenfeld modifizieren kann.

Der zum Bestimmen der Anzeige- oder Bilddaten benutzte Mikroprozessor kann in einer solchen Weise betrieben werden, daß er eine große Anzahl von üblichen Rechenfunktionen vornehmen kann. Außer den zur Spielsteuerung dienenden Tastenfeldern können daher alphanumerische Tastenfelder vorhanden sein, so daß die Anordnung wahlweise als Kalkulator benutzt werden kann, wobei ausgewählte Werte, die auf dem Bildschirm dargestellt werden sollen, in den Direktzugriffspeicher eingegeben werden. In Anbetracht der Größe des Fernsehbildschirms reicht die Bildfläche aus, um neben dem endgültigen Ergebnis auch zahlreiche Zwischenergebnisse, gespeicherte Größen und viele andere Werte darzustellen.

Ein nach der Erfindung ausgebildetes, tastenfeldgesteuertes Gerät zum Erzeugen von Videosignalen für übliche Fernsehempfänger enthält somit einen Direktzugriffspeicher mit einer Vielzahl von Speicherplätzen, von denen jeder einem vorgewählten einzelnen Abschnitt des Fernsehrasters entspricht. Die in dem Direktzugriffspeicher gespeicherten Daten werden sequentiell synchron mit der Abtastung des Fernsehempfängers aus dem Speicher ge- ', .lesen, so daß für jede einzelne Stellung des Katodenstrahls

6 0 9 8 3 9/ 1 0 3 A

ein gewünschtes Videosignal erzeugt wird. In Abhängigkeit von einem besonderen darzustellenden Bild werden die Daten in vorgewählte Speicherplätze des Direktzugriff Speichers geschrieben. Der Dateneinschreibvorgang erfolgt unter der Steuerung eines Mikroprozessors, der in einer solchen Weise programmiert ist, daß er die gespeicherten Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Zustand eines benutzergesteuerten Tastenfeldes ändert.

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1A eine typische Darstellung eines Spiels zusammen mit den zugehörigen Bildsymbolen, und zwar bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel die Darstellung eines Hockeyspiels,

Fig. 1B Tastenfelder zur Steuerung des Spiels und ein typisches Kalkulatortastenfeld mit gewissen Tasten, die zum Auswählen und Einstellen der Parameter eines Spiels dienen,

Fig. 2 ein allgemeines Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 ein ausführlicheres Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Rasters,

Fig. 5A bis 5H schematische Darstellungen von Datenblöcken, die verschiedenen Drehpositionen von gewissen Bildsymbolen zugeordnet sind,

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung der Bewegungsrichtung eines sich fortwährend bewegenden Bildsymbols,

Fig. 7 ein zur Erläuterung dienender Abschnitt des Bildrasters und

Fig. 8 ein Logikschaltbild einer als Block in der Fig. 3 dargestellten Steuerschaltung.

609839/1034

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf ein besonderes Beispiel Bezug genommen. Die Bildsymbole, die auf dem Fernsehschirm erscheinen, werden Bildelemente genannt. Das Bildelement, das sich fortwährend bewegt, bis es von einem anderen Bildelement abgelenkt wird, wird als Ball bezeichnet, und zwar unabhängig davon, ob es sich um ein Tennis- oder Hockeyspiel handelt, oder ob unter dem fortlaufend beweglichen Bildelement beispielsweise eine Rakete oder dgl» verstanden werden soll. Die Bildelemente, die einen Ball abfangen und ablenken (oder abschießen) werden als Spieler bezeichnet, und zwar unabhängig davon, ob das Bildelement einem menschlichen Körper oder einem Gerät, wie einer Schaufel, einem Schläger oder einer Waffe, entspricht. In ähnlicher Weise wird die Bezeichnung Torwächter benutzt, die nicht auf die besondere Funktion eines Torwächters beschränkt ist, sondern wie in den vorangegangenen Fällen einem auf dem Bildschirm dargestellten besonderen Bildelement zugeordnet ist.

In der Fig. 1A ist ein typisches Bild dargestellt, das auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers erscheint. Die Fig. 1B zeigt die Tasten, die beim Spielen von den Benutzern betätigt werden. Zur Erläuterung wird ein Hockeyspiel herangezogen, da in diesem Spiel viele Bildelemente vorkommen, die auch in anderen Spielen zu finden sind. Der Bildschirm ist normalerweise schwarz, und die dargestellten Spiele erscheinen in weiß.

Die Grenze des Hockeyfeldes ist durch Linien 10 und 12 dargestellt. Die Unterbrechungen zwischen diesen beiden Linien deuten Tore 14 und 16 an. Jede Seite hat einen Spieler (P1 bzw. P2) und einen Torwächter (G1 bzw. G2). Der Ball oder Puck B erscheint in Form eines Kreuzes.

Mit dem Beginn des Spieles wird der Ball B in Bewegung gesetzt. Er bewegt sich dann auf einer vorbestimmten

609839/1034

-G-

Bahn, Ms er auf einen der Spieler P1 oder P2, einen der Torwächter G1 oder G2 oder eine der Grenzlinien 10 oder 12 trifft. Beim Auftreffen auf einem dieser Bildelemente wird der Ball etwa mit seinem Einfallswinkel (oder irgendeinem anderen Winkel) abgelenkt und führt dann seine Bahnbewegung fort, bis er erneut von einem der Bildelemente abgefangen wird. Die Benutzer haben die Möglichkeit die Torwächter und die Spieler zu bewegen, so daß der Ball B abgefangen und in Richtung auf das gegnerische Tor gelenkt werden kann. Wenn der Ball B in das Tor 14 oder 16 eintritt, wird für die Gegenpartei in den durch Kästchen 17 bzw. 18 angedeuteten Bereichen ein Treffer registriert.

Jeder Spieler betätigt seinen Torwächter und seinen Spieler mit Hilfe eines in der Fig. 1B dargestellten Kontroll- oder Steuertastenfeldes GCK1 bzw. GCK2. Jedes dieser Tastenfelder zur Steuerung des Spieles enthält acht Drucktasten, die in der gezeigten Weise angeordnet und mit den Bezeichnungen VU, VB, HL, HR, GU, GD, CW und CCW versehen sind. Wenn diese Tasten niedergedrückt sind, führt das zugeordnete Bildelement die aus der nachstehenden Tabelle hervorgehende Funktion aus.

Taste Funktion

VU Spieler bewegt sich senkrecht nach oben

VD Spieler bewegt sich senkrecht nach unten

VL Spieler bewegt sich horizontal nach links

VR Spieler bewegt sich horizontal nach rechts

CW Spieler dreht sich im Uhrzeigersinn

CCW Spieler dreht sich im Gegenuhrzeigersinn

GU Torwächter bewegt sich nach oben

GD Torwächter bewegt sich nach unten

609839/1034

Mit jedem Tastenfeld kann man natürlich nur einen einzigen Spieler und einen einzigen Torwächter bewegen. Einen Spieler kann man in irgendeiner beliebigen Richtung auf dem Bildschirm bewegen, und zwar über die gesamte durch die Grenzlinien 10 und 12 umrahmte Fläche. Weiterhin hat man die Möglichkeit, den Spieler zu drehen, um den Ablenkwinkel des Balls B zu ändern und damit die Bewegungsrichtung des Balles. Die Torwächter, die kleiner als die Spieler sein können, kann man bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nur in senkrechter Richtung bewegen.

Zusätzlich zu den beiden Tastenfeldern GCK1 und GCK2 ist ein alphanumerisches Tastenfeld vorgesehen, das vierundzwanzig Tasten trägt, mit Zahlen, Buchstaben und sonstigen Bedeutungen, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Das alphanumerische Tastenfeld 20 dient zum Aufbauen oder Einrichten des Spiels und kann auch zur Eingabe von Daten in einen Mikroverarbeiter verwendet werden, wenn die Anordnung als Kalkulator benutzt werden soll.

Bevor die genaue Arbeitsweise erläutert wird, soll kurz dargelegt werden, wie der Fernsehempfänger für das Hockeyspiel eingerichtet bzw. vorbereitet wird. Dabei wird unterstellt, daß die Anordnung die Möglichkeit bietet, drei Spiele (beispielsweise Hockey, Tennis und ein Spiel mit bewegter Zielscheibe) zu spielen, oder daß die Anordnung als Kalkulator benutzt werden kann.

Nachdem das Bildsteuergerät an die VHF-Antennenanschlüsse eines Fernsehempfängers angeschlossen worden ist, wird das Gerät eingeschaltet und auf dem Tastenfeld eine Rücksetz- oder Löschtaste (RESET) gedrückt, um das Fernsehbild zu löschen. Sobald das Fernsehbild verschwunden ist, erscheint- auf. dem Bildschirm ein Symbol, beispielsweise "G?", das den Benutzer auffordert, die gewünschte Betriebsart anzugeben. Falls der Benutzer Hockey spielen

609839/1034

möchte, drückt er beispielsweise die mit der Ziffer "1" versehene Taste. Dabei wird das Symbol "G?" entfernt, und auf dem Bildschirm erscheinen die Grenzlinien 10 und 14, die Spieler P1 und P2, die Torwächter G1 und G2 sowie der Ball B, wie es in der Fig. 1A dargestellt ist.

Gleichzeitig mit dem Auftreten der Grenzlinien erscheint ein weiteres Symbol, beispielsweise ¹¹S?", das den Benutzer daran erinnert, falls gewünscht, die Spielbedingungen festzulegen, beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit, die Spielzeit und die Grenzliniengröße. Zum Einstellen der Geschwindigkeit drückt der Benutzer, nachdem das Symbol ¹¹S?" erschienen ist, die Geschwindigkeitstaste (SPEED), woraufhin auf dem Bildschirm ein weiteres Symbol, beispielsweise "M?" erscheint, das den Benutzer auffordert, beispielsweise eine der mit den Ziffern "0" bis "9" versehenen Tasten zu drücken, um zwischen zehn unterschiedlichen Geschwindigkeiten für den Ball, die Spieler und die Torwächter zu wählen. Mit Hilfe dieses Geschwindigkeitsfaktors kann man in Abhängigkeit von der Geschicklichkeit der Benutzer und bzw. oder der Größe des Fernsehbildschirms den Schwierigkeitsgrad bestimmen.

Nach der Auswahl der Geschwindigkeit erscheint wiederum das Symbol "S?", um den Benutzer aufzufordern, durch Drücken einer Zeittaste (TIMER) die Spielzeit auszuwählen. Es erscheint dann ein Symbol "T?^ft, und mit Hilfe der Zifferntasten kann man die gewünschte Spielzeit in Minuten festlegen. Wenn man beispielsweise aufeinanderfolgend die Taste "1" und die Taste "2" drückt, erscheint auf dem Bildschirm in den Kästchen 22, 23, 24 und 25 die Angabe "12:00".

Nachdem die Zeit eingegeben ist, erscheint das Symbol "S?" am oberen Rand der Darstellung, um bei den

609839/1Q34

Benutzern anzufragen, ob sie für das Spiel bereit sind. Durch Niederdrücken einer Starttaste (START) kann dann das Spiel in Gang gesetzt werden. Dadurch werden die Benutzer in die Lage versetzt, mit Hilfe der Tastenfelder GCK1 und GCK2 die Spieler und die Torwächter zu bewegen. Gleichzeitig wird die in den Kästchen 22 bis 25 angezeigte Zeit verringert, und zwar mit einem Takt von einer Sekunde.

Ziel des Spiels ist es, wie bereits erwähnt, durch Bewegen der Spieler und der Torwächter den Ball B in das gegnerische Tor zu lenken. Der Ball B bewegt sich, bis ein Tor erzielt worden ist. Wenn sich der Ball über den Bildschirm bewegt, scheint er von den Spielern, den Torwächtern und den Grenzlinien wegzuspringen. Sobald ein Treffer erzielt ist, wird die Zeit automatisch angehalten. Durch Drücken einer Haltetaste (HOLD) kann man in ähnlicher Weise das gesamte Geschehen anhalten.

In der Fig. 2 ist ein Blockschaltbild dargestellt, dem man die grundsätzliche Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung entnehmen kann.

Damit man die Anordnung in Verbindung mit üblichen Fernsehempfängern verwenden kann, muß sie die üblichen horizontalen Synchron-Rücklauf- und Austast-Impulse und die üblichen vertikalen Synchron-, Rücklauf- und Austast-Impulse erzeugen, die mit der Videoinformation in der gleichen Weise verschachtelt sind, als ob das Signal von einem entfernten Fernsehempfänger erzeugt worden wäre. In den Vereinigten Staaten von Amerika weist das Fernsehraster 525 Horizontalzeilen auf, die mit einer Frequenz von 30 Hz wiederholt werden (in Wirklichkeit 262,5 miteinander verschachtelte Ungerad/Gerad-Zeilen mit einer Wiederholungsfrequenz von 60 Hz). Zum Abtasten von links nach rechts und zum Zurücklaufen zum Anfang der

609839/1034

nächsten Zeile benötigt man für jede Horizontalzeile 62,5 MikroSekunden. Am Ende jeder Horizontalzeile wird an den Empfänger ein horizontaler Rücklauf- und Austastimpuls abgegeben, um den Empfänger für die nächste Zeile zu synchronisieren. Am Ende von 262,5 Zeilen befindet sich der Strahl am unteren Ende des Rasters, und es wird ein vertikaler Rücklauf- und Austast-Impuls ausgesendet, um den Strahl an das obere Ende des Rasters zu bringen. Wenn sich der Strahl horizontal von links nach rechts bewegt, existiert die aktive Bildfläche für etwa 53 Mikro Sekunden.

Nach der Erfindung wird das übliche Fernsehraster dadurch digitalisiert, daß jede der horizontalen Abtastperioden in eine Anzahl von Einzelperioden unterteilt wird. Jede Horizontalzeile wird somit in eine Anzahl von einzelnen Balken unterteilt. Bei einer bevorzugten Äusführungsform wird beispielsweise jede Horizontalzeile in etwa 132 Zeitelemente aufgeteilt, von denen jedes 400 NanoSekunden dauert. Während des Abtastens oder Überstreichens des Fernsehempfängers wird bei jedem der 400-Nanosekunden-Zeitintervalle ein Binärsignal geliefert, das einen HF-Träger moduliert und dem Empfänger mitteilt, ob eine Erhellung stattfinden soll oder nicht. Somit werden 132 Balken (oder Punkte) pro Horizontalzeile erzeugt.

Die Anzahl der Balken ist nicht auf die hier genannte Anzahl beschränkt. In der Praxis werden während des ungeraden und des geraden Halbbildes eines einzigen Rasters dieselben Balken abgetastet, so daß man pro Raster ein Maximum von 34650 Balken oder Einzelflächen erhält.

Das in der Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild enthält einen Fernsehempfänger 30 und einen Direktzugriffspeicher 32 mit einer Vielzahl von einzelnen Speicherplätzen, die den einzelnen Balken des Fernsehrasters entspre-

609839/1034

-lichen. Wenn somit die Anzahl der Balken im Raster 34650 beträgt, sind in dem Bild-Direktzugriffspeieher 32 wenigstens 34650 einzelne Speicherplätze vorhanden. Da in Wirklichkeit nicht die gesamten Zeilen dargestellt werden, kommt man in der Praxis mit einer Speicherkapazität von 32000 Zeichen aus.

In jedem der Speicherplätze des Speichers 32 mit direktem Zugriff ist eine binäre 1 oder eine binäre O gespeichert. Diese Bits entsprechen genau dem gewünschten Bild, das auf dem Fernsehschirm dargestellt werden soll. Den Direktzugriffspeicher 32 kann man daher als eine digitale Darstellung des tatsächlich wiederzugebenden Bildes betrachten.

Direktzugriffspeieher, die zur Verwendung für den Bild-Direktzugriffspeicher 32 geeignet sind, kann man im Handel erhalten. Erfolgreiche Versuche wurden mit vier Speichern vom Typ 4Kx1 (Intel 2107 series) durchgeführt. Der Einschreibvorgang und der Auslesevorgang erfolgt bei solchen Direktzugriffspeichern bitweise, und zwar mit einer sehr hohen Geschwindigkeit unter Verwendung einer ausgewählten Adresse. Zum selektiven Adressieren jedes einzelnen Speicherplatzes in dem Direktzugriffspeicher 32 ist eine Adressierschaltung 34 vorgesehen, mit deren Hilfe Daten zur Bilddarstellung aus dem Speicher 32 gelesen oder zur Veränderung der Bilddarstellung Daten eingeschrieben werden können.

Eine Fernseh-Schnittstellenschaltung 36 veranlaßt, daß die Adressierschaltung 34 alle Speicherplätze in dem Direktzugriffspeicher 32 aufeinanderfolgend abtastet, und liefert die erforderlichen horizontalen und vertikalen Synchronimpulse für den Empfänger 30. Die Fernseh-Schnittstellenschaltung 36 übersetzt somit die Vielzahl der Datenbits im Direktzugriffspeicher 32 in ein Videosignalgemisch,

609839/ 1034

das mit dem Fernsehempfänger 30 kompatibel ist und es dem Fernsehempfänger 30 ermöglicht, das im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherte Bild wiederzugeben.

Eine Schreibsteuerschaltung 38 bietet die Möglichkeit, Daten in den Direktzugriffspeicher 32 zu schreiben, um das Bild auf dem Fernsehschirm zu ändern. Die Schreibsteuerschaltung 38 kann die Steuerung der Adressierschaltung 34 belegen, wenn immer es erwünscht ist, um die im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten auf den neuesten Stand zu bringen.

Für die Intelligenz der Anordnung sorgt ein Mikroprozessor 40, der in Verbindung mit einem Speicher arbeitet, der einen Festwertspeicher 42A und einen Direktzugriff speicher 42B enthält. Der Mikroprozessor 40 ruft fortwährend die Tastenfelder GGK1 und GCK2 zur Spielsteuerung und das Kalkulatortastenfeld 20 auf, um festzustellen, ob es notwendig ist, die Torwächter, die Spieler oder den Ball zu bewegen, was von dem Niederdrücken der Tasten auf den Tastenfeldern GCK1 oder GCK2 abhängt, oder das Bild aufgrund des Niederdrückens einer Taste des Kalkulatortastenfeldes 20 zu modifizieren. Die Arbeitsweise der Mikroprozessors 40 erfolgt unter der Steuerung eines in dem Festwertspeicher 42A gespeicherten Programms. Falls irgendeine Taste niedergedrückt worden ist, die eine Änderung einer gerade bestehenden Bildelementposition erfordert, bestimmt der Mikroprozessor 40 in Verbindung mit einem gespeicherten Programm das darzustellende neue Bild und löscht dann mit Hilfe der Schreibsteuerschaltung 38 und der Adressierschaltung 34 das alte Bild im Bild-Direktzugriffspeicher 32 und ersetzt es an den geeigneten Speicherplätzen durch ein neues Bild.

Für den Mikroprozessor 40 kann man handelsübliche Einrichtungen verwenden. Gute Ergebnisse wurden mit einem

609839/1034

Mikroprozessor der Intel Corporation vom Typ 8008-1 erzielt. Der verwendete Mikroprozessor muß in der Lage sein, die Bilddaten im Direktzugriffspeicher 32 so schnell zu verändern, daß das Bild für das menschliche Auge wie eine kontinuierliche Darstellung erscheint. Der Intel-8008-Mikroprozessor hat beispielsweise eine Zykluszeit von 12,5 Mikrosekunden. Dies ist die Zeit, die erforderlich ist, um eine Instruktion zu empfangen und mit ihrer Ausführung zu beginnen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor 40 so programmiert, daß er die Ballposition, die beiden Spielsteuertastenfelder, das Kalkulatortastenfeld und einen noch nicht beschriebenen Taktgeber aufruft. Unter der Annahme, daß Hockey gespielt wird, wobei der Aufrufzyklus in Anbetracht der beiden Torwächter verhältnismäßig lang ist, benötigt man etwa 100 Millisekunden, um die im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten auf den neuesten Stand zu bringen. Da ein einziges Fernsehhalbbild 30 Millisekunden dauert, bedeutet dies, daß das Bild alle drei bis vier Halbbilder verändert wird. Dies ist für das menschliche Auge schnell genug, um Änderungen als kontinuierliche Bewegung zu empfinden. Höhere Geschwindigkeiten kann man mit einem Unterbrechungsprogramm (oder einem schnelleren Mikroprozessor) erzielen, wobei nur diejenigen Bildelemente aufgerufen werden, die eine Bedienung erfordern.

In der Fig. 3 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Gesamtanordnung dargestellt. Die horizontalen und die vertikalen Synchronimpulse werden von einem Fernsehsynchrongenerator 40 erzeugt, der von einem Haupttaktgeber 52 angesteuert wird. Der Taktgeber 52 liefert stabile Taktimpulse, die von einem Synchrongenerator 50 unterteilt werden, um übliche EIA (Electronic Industries Association) Taktimpulse zu erzeugen, die man zur Fernsehübertragung benötigt, nämlich horizontale und vertikale Synchronimpulse,

609839/1034

zusammengesetzte Synchronsignale, zusammengesetzte Austastsignale (Farbsynchronsignale) und Teilbildindexsignale. Einrichtungen dieser Art sind handelsüblich, und es wurde beispielsweise ein "TV sync generator" MM532O der National Semiconductors erfolgreich erprobt.

Die Videoinformation wird über Lesetore 54 aus dem Bild-Direktzugriffspeieher 32 ausgegeben. Das geeignete Videosignal wird von einem Videogenerator 56 erzeugt, der auf die Ausgangssignale des Fernsehsynchrongenerators 50 und der Lesetore 54 anspricht. Die Eingangssignale zum Videogenerator 56 enthalten somit alle erforderlichen Fernsehzeitsteuerungsimpulse und ein Binärsignal, das den gewünschten Zustand (Austasten oder Helltasten) des von dem Fernsehstrahl abgetasteten Balkens darstellt. Der Videogenerator 56 summiert diese Signale, um ein Signalgemisch zu erhalten, das dann für einen ausgewählten Kanal mit einer geeigneten Trägerfrequenz moduliert wird. Dafür sollte man einen solchen Kanal verwenden, der im Empfangsgebiet des Fernsehempfängers nicht benutzt wird.

Zum richtigen Abtasten des Bild-Direktzugriffspeichers 32 ist es erforderlich, daß jedes Bit genau dann gelesen wird, wenn der Strahl der Fernsehröhre gerade den dem betreffenden Bit zugeordneten Balken des Rasters überstreicht. Zu diesem Zweck wird die Abtastung des Direktzugriffspeichers 32 von einem Horizontalzähler 58 und von einem Vertikalzähler 60 gesteuert, die beide von einem Haupttaktgeber 62 angesteuert werden, der mit dem Taktgeber 52 synchronisiert ist. Wenn beispielsweise jede Horizontalzeile in 132 Balken oder Zeitelemente unterteilt ist, zählt der Zähler 58 in gleichen Inkrementen von 1 bis 32, wenn der Strahl eine Horizontalzeile überquert. Der Übertrag vom Zähler 58 wird in den Vertikalzähler 60 gegeben, der in ähnlicher Weise an seinen acht

609839/ 1034

Ausgangsleitungen ein binäres Ausgangssignal liefert, das anzeigt, welche der 262,5 Horizontalzeilen gerade abgetastet wird. Die an den Ausgängen der Zähler 58 und 60 auftretenden Binärzahlen geben daher zu jedem beliebigen Zeitpunkt die horizontale und die vertikale Adresse des gerade abgetasteten einzelnen Balkens an. Die Bezugnahme auf eine "Adresse" bedeutet hierbei ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal für einen Balken oder ein Bildelement auf dem Fernsehbildschirm und damit den zugeordneten Datenspeicherplatz im Direktzugriffspeicher 32.

Ein Adressmultiplexer 64 empfängt die parallelen Ausgangssignale der Zähler 58 und 60 und erzeugt in bekannter Weise eine 16-Bit-Binäradresse, die veranlaßt, daß der Datenwert von einem der Speicherplätze des Direktzugriffspeichers 32 ausgelesen wird. Der Adreßmultiplexer 64 ist ebenfalls ein handelsübliches Gerät, das man in Verbindung mit Direktzugriffspeichern verwenden kann, beispielsweise mit dem Bild-Direktzugriffspeicher 32, und dessen 16-Bit-Binärzahl 64000 einzelne Bitspeicherplätze innerhalb des Direktzugriffspeichers 32 adressieren kann.

Da der Horizontalzähler 58 und der Vertikalzähler 60 von dem Taktgeber 62 sequentiell weitergeschaltet werden, werden die Daten aus dem Bild-Direktzugriffspeicher 32 sequentiell ausgelesen, wobei jedes Bit zu einem Zeitpunkt ausgelesen wird, wenn der Strahl des Fernsehempfängers den diesem Bit zugeordneten Balken auf dem Fernsehraster überstreicht. Die Darstellung auf dem Fernsehempfänger stellt daher genau den Zustand (wahr oder nicht wahr) der einzelnen Speicherelemente des Direktzugriff Speichers 32 dar.

Eine auf die Taktimpulse des Taktgebers 52 ansprechende Synchronlogikschaltung 63 steuert den Takt-

609839/1034

geber 62 synchron mit diesen Grundtaktimpulsen an, so daß die Ausgangssignale der Zähler 58 und 60 mit den vom Fernsehsynchrongenerator 50 erzeugten Taktimpulsen korreliert sind. Die Frequenz des Taktgebers 52 (2,045 MHz) wird durch den Synchrongenerator 50 festgelegt. Bei dieser Frequenz kann man seine Taktimpulse heranziehen, um den Zähler 58 anzusteuern (in diesem Fall ist der Taktgeber 62 unnötig). Ein Taktgeber 62 mit einer höheren Frequenz ermöglicht allerdings eine größere Auflösung des dargestellten Bildes, falls dies erwünscht sein sollte. Die Synchronlogikschaltung 63 erzeugt auch die horizontalen und die vertikalen Rücksetzimpulse für die Zähler 58 und 60 während der horizontalen und vertikalen Strahlrückführung. Der Zähler 58 ist daher zu Beginn jeder Zeile in geeigneter Weise zurückgesetzt, und der Vertikalzähler 60 wird beim Beginn jedes Halbbildes oder Teilbildes zurückgesetzt.

Wie es bereits in Verbindung mit der Fig. 2 erwähnt wurde, veranlaßt der programmierte Mikroprozessor 40, daß das Videobild durch geeignetes Modifizieren der im Bild-Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten verändert wird. Nach der Darstellung der Fig. 3 weist der Mikroprozessor 40 acht Datenausgangsleitungen Dq bis D~ und drei Synchronisierleitungen Sq, S^ und Sp auf. Der Mikroprozessor 40 enthält acht Eingabe/Ausgabe-Datenleitungen, die mit dem Festwertspeicher 42A, dem Direktzugriffspeicher 42B und drei Verriegelungsschaltungen 66, 68 und 70 verbunden sind. Eine auf die Synchronsignale Sq, S^ und Sp ansprechende Logikschaltung 71 erzeugt geeignete Takt- und Befehlssignale, die die Natur eines 8-Bit-Byte darstellen, das zu irgendeiner Zeit an den Eingabe/Ausgabe-Datenleitungen erscheint. Diese Schaltungsanordnung arbeitet in Abhängigkeit von dem besonderen benutzten Mikroprozessor ebenfalls in einer üblichen Weise und zeigt beispielsweise den Periphergeräten

609839/1034

an, ob ein besonderes Byte eine Adresse, eine Instruktion oder die Ausführung einer Instruktion darstellt.

Weiterhin sei beispielshalber angenommen, daß ein Benutzer auf einem Spielsteuertastenfeld eine Taste gedrückt hat, die veranlaßt, daß sich der Spieler P1 senkrecht nach oben bewegt. Dazu ist es erforderlich, daß die im Bild-Direktzugriffspeicher 32 gespeicherten Daten in einer solchen Weise modifiziert werden, daß die gegenwärtige Position des Spielers P1 gelöscht wird (in die zugeordneten Bitspeicherplätze werden Nullen gelesen) und daß der Spieler P1 zu einer neuen Position bewegt wird, indem in die zugeordneten Speicherplätze Einsen geschrieben werden. Wenn der Mikroprozessor 40 das Spielsteuertastenfeld aufruft, veranlaßt das Niederdrücken der ausgewählten Taste, daß der Mikroprozessor unter der Steuerung des im Festwertspeicher 42A gespeicherten Programms mit Hilfe der Befehlsverriegelungsschaltung 70 Zugriff zu einer Direktzugriffspeicher-Steuerschaltung 72 erlangt, um die im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherte Darstellung zu ändern. Wenn dies geschieht, schaltet die Steuerschaltung 72 den Eingang zum Adreßmultiplexer 64 von den Zählern 58 und 60 auf die Adreßverriegelungsschaltung 66, in der die Startadresse des zu modifizierenden Teils des Bildes gespeichert ist. Gleichzeitig werden die zu speichernden neuen Daten in der Eingabe/Ausgabe-Datenverriegelungsschaltung 68 festgehalten, an die Schreibtore 74 angeschlossen sind, die durch ein Schreibsignal von der Steuerschaltung 72 freigegeben werden können. Der Bild-Direktzugriffspeicher wird von einem Lesezyklus in einen Schreibzyklus umgeschaltet, wenn die neue, jetzt in der Eingabe/Ausgabe-Datenverriegelungsschaltung 68 gespeicherte Bildinformation unter der Steuerung der Adreßverriegelungsschaltung 66 in den richtigen Speicherplatz des Bild-Direktzugriffspeichers 32 transferiert wird. Bei jedem in den Direkt-

609839/103 4

zugriffspeicher 32 eingeschriebenen Datenbit verschiebt die Steuerschaltung 72 die Daten in der Datenverriegelungsschaltung 68 um eine Stelle und rückt die Adreßverriegelungsschaltung 66 um eine Stelle weiter, so daß das nächste Datenbit in den richtigen Speicherplatz gelangt. Wie es noch an Hand der Fig. 8 erläutert wird, erhält die Steuerschaltung 72 Eingangssignale von der Datenverriegelungsschaltung 68 und von der Befehlsverriegelungsschaltung 70, um der Steuerschaltung 72 mitzuteilen, wieviele Bits für jede Instruktion eingeschrieben werden müssen.

Da der Mikroprozessor die Steuerung des Bild-Direktzugriff Speichers 32 übernimmt, immer wenn es erwünscht ist, Daten in den Direktzugriffspeicher zu schreiben, kann am Bildschirm während des Schreibzyklus ein kaum merkbares Flackern auftreten. Falls dieses Flackern störend ist, kann man die Gesamtanordnung derart treffen, daß der Schreibzyklus nur während des horizontalen oder der vertikalen Rücklaufes stattfindet. In diesem Fall wird die Bilddarstellung (während des Lesens des Bild-DirektzugriffSpeichers 32) nicht beeintrachti gt.

Wie es noch im einzelnen erläutert wird, arbeitet der Mikroprozessor 40 unter der Steuerung eines Programms, und zwar eines Rechnerprogramms, das im Festwertspeicher 42A gespeichert ist. In welcher Weise die Programmierung des Mikroprozessors 40 tatsächlich vorgenommen wird, ist hier unwesentlich. Allerdings soll bemerkt werden, daß die Anordnung in unterschiedlicher Weise programmiert v/erden kann und daß damit Vorteile verbunden sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ruft oder tastet der Mikroprozessor jedes System^element ab, das eine Modifikation des existierenden Bildes bewirken kann. Für den Fall eines Spiels umfassen diese

609839/1034

Elemente den Ball B, die beiden Spielsteuertastenfelder GCK1 und GCK2, das Kalkulatortastenfeld 20 und den internen Taktgeber, der während eines Spiels in Abständen von jeweils einer Sekunde die Spielzeit vermindert.

Damit der Mikroprozessor 40 das Bild in Abhängigkeit von den relativen Positionen der Spieler P1 und P2, der Torwächter G1 und G2 sowie des Balles B modifizieren kann, führt die Anordnung Buch über die augenblicklichen Positionen von jedem dieser bewegbaren Bildelemente. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bild dadurch modifiziert, daß in den Bild-Direktzugriffspeicher 32 acht (oder weniger) vertikal gestapelte Datenbytes aus acht Bits(oder weniger) geschrieben werden. Diese Datenbytes werden auch als Datenblock bezeichnet. Die X- und Y-Koordinaten des Fernsehschirms sind willkürlich derart ausgewählt, daß sie von links nach rechts und von oben nach unten in positiver Richtung zunehmen, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, die schematisch den Speicherplatz der oberen linken Ecke des DirektzugriffSpeichers 32 zeigt. Als Adresse irgendeines ausgewählten Datenblocks wird die horizontale und die vertikale Adresse des oberen linken Bit in dem betreffenden Datenblock angesehen» Bei der Darstellung nach der Fig. 4 hat der gezeigte Datenblock die Adresse (0,0).

¥ie es bereits erwähnt wurde, kann man jeden der Spieler P1 und P2 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn drehen. Diese ,Möglichkeit der Drehbewegung wird dadurch erreicht, daß die möglichen Drehstellungen von jedem der Spieler in dem Festwertspeicher 42A gespeichert sind. Diese Winkel-, oder Drehpositionen sind in den Fig. 5A bis 5H dargestellt. Jede dieser Figuren ist eine schematische Darstellung eines in dem Festwertspeicher 42A gespeicherten Datenblocks. -Die schwarzen Balken re-

609839/1 0 34

präsentieren eine binäre 1 und die hellen Balken eine binäre 0. Der einer senkrechten Spielerstellung entsprechende Rotationscode ist in der Fig. 5A gezeigt. In den folgenden Darstellungen nach den Fig. 5B bis 5H nimmt die Drehposition des Spielers um jeweils 22,5° zu, wobei die den dargestellten Datenblocks zugeordneten Winkel in der Zeichnung angegeben sind. Die Fig. 5A bis 5H zeigen im wesentlichen das Spielerbild, wie es für den Betrachter auf dem Bildschirm erscheint. Bei diesem besonderen Beispiel mit acht verschiedenen Rotationscodes ist es möglich, jeden der Spieler P1 und P2 schrittweise um 22,5° in der einen oder in der anderen Richtung zu drehen. Die Winkelauflösung und die Anzahl der Drehpositionen sind eine Funktion von der Anzahl der Balken pro Raster. Die dargestellten Rotationsinkremente werden bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bevorzugt, sind aber nicht bindend.

Zum Durchführen eines Spiels lädt der Mikroprozessor 40 für jeden Spieler die folgende Information in den Direktzugriffspeieher 42B (wenn das Spiel aufgebaut oder eingerichtet wird):

Laufende X-Adresse

Laufende Y-Adresse

Rotationscode (ein zweiziffriger Code, der angibt, welche von den Fig. 5A bis 5H der Drehposition des Spielers entspricht).

Für die Torwächter werden die laufende X-Adresse (die konstant bleibt) und die laufende Y-Adresse in den Direktzugriffspeicher 42B gegeben. Das Wort "laufend" ist in diesem Zusammenhang auf die Adresse des dann darzustellenden Bildelements bezogen, bzw. auf den zugehörigen Datenblock.

34

Darüber hinaus muß der Rechner die laufende X- und die laufende Y-Adresse des Balls speichern. Beim Ball gibt es noch weitere Daten, die gespeichert werden müssen. Dabei handelt es sich hier um die X- und Y-BaIlinkremente.

Es wird bevorzugt, daß der Ball auf dem Bildschirm in Bewegung bleibt, sobald mit einem Spiel begonnen worden ist. Der Ball soll von den Grenzlinien des auf dem Schirm dargestellten Spielfeldes und von jedem einzelnen der Spieler und der Torwächter abgelenkt werden, wenn diese von dem Ball getroffen werden. Da das dargestellte Bild durch die Zuordnung von einzelnen Balken zu allen Bildschirmstellen digitalisiert ist, muß der Ball in Schritten oder Inkrementen bewegt werden, die von der Größe der Balken abhängen. Es wird willkürlich angenommen, daß der Ball in Horizontalrichtung oder in Vertikalrichtung zu einem Zeitpunkt um jeweils zwei Balken bewegt wird. Bei horizontalbewegtem Ball führt somit der Ball während jedes Aufrufzyklus einen Sprung von zwei Balken aus. Wenn die Aufrufzyklen beispielsweise zwischen 100 und 250 Millisekunden dauern, integriert das menschliche Auge die Bewegung des Balls, so daß der Ball eine kontinuierliche Bewegung auszuführen scheint.

In der Fig. 6 sind für die verschiedenen Ballbewegungsrichtungen die Ballinkremente dargestellt. Wenn sich der Ball längs der X-Achse von links nach rechts bewegt, hat das X-Bewegungsinkrement einen Wert von +2 und das Y-Bewegungsinkrement einen Wert von 0. Wenn sich der Ball unter einem Winkel von +22,5° bewegt, beträgt das X-Inkrement +2 und das Y-Inkrement -1. Bei einer Bewegungsrichtung von +45° hat das X-Inkrement einen Wert von +2 und das Y-Inkrement einen Wert von -2.

60983 9/1034

Durch Speichern dieser X- und Y-Inkremente der Ballbewegungen führt der Mikroprozessor 40 Buch über die laufende Richtung, in der sich der Ball B bewegt, und über die laufende Adresse des Balls.

Die Programmierung des Mikroprozessors kann meistenteils unter Anwendung der üblichen Programmierverfahren erfolgen. Die Verfahren, die es den Spielern P1 und P2 ermöglichen, sich entweder in der einen oder der anderen Richtung zu drehen, und der zu modifizierende Ablenkwinkel des Balls sind allerdings zusätzliche Maßnahmen nach der Erfindung. Im folgenden werden die verschiedenen, sequentiell auftretenden Mikroprozessorfunktionen erläutert, und zwar für den Fall eines Hockeyspiels. Bei der Beschreibung der verschiedenartigen Funktionen sind aber zahlreiche Einzelschritte weggelassen, die von einem Fachmann ohne weiteres angegeben und vollzogen werden können.

Lösch-Routine (Löschtaste "Reset" gedrückt)

a. Lösche Fernsehbildschirm durch Einschreiben von Nullen in alle Speicherplätze des Direktzugriff Speichers 32.

b. Stelle "G?" auf dem Bildschirm dar. Der Benutzer hat jetzt die Option, den Kalkulator, Hokey, Tennis oder das Spiel mit der bewegten Zielscheibe auszuwählen.

c. Rufe Einleitungs-Routine Einleitungs-Routine (Annahme: "Hockey"-Taste gedrückt)

a. Setze "Masken" (welche Tasten benutzt werden sollen und welche Elemente aufgerufen werden sollen). Speichere "Masken" im Direktzugriffspeicher 42B.

609839/1034

b. Stelle Spielfeldgrenzen (beispielsweise durch Einschreiben einer Reihe von im Festwertspeicher 42A gespeicherten horizontalen und vertikalen Symbolen in den Direktzugriffspeicher) bei vorbestimmten Adressen dar (ebenfalls im Festwertspeicher 42A gespeichert).

c. Stelle Spieler P1 und P2 in Anfangsposition dar.

d. Stelle Torwächter G1 und G2 in Anfangsposition dar.

e. Stelle Ball B in Anfangsposition dar.

f. Rufe Parameter-Subroutine (um das Spiel zu beginnen).

g. Stelle Ergebnis dar (am Anfang Nullen), h. Springe zur Aufruf-Routine.

Die Symbole für die Spieler, die Torwächter und den Ball sind im Festwertspeicher 42A als Datenblöcke gespeichert. Während der Einleitungs-Subroutine zieht der Mikroprozessor diese Symbole aus dem Festwertspeicher 42A heraus und transferiert sie sequentiell zum Bild-Direktzugriffspeieher 32, und zwar zu zugeordneten Adressen, die einer gewünschten Anfangsposition entsprechen. Die Anfangsposition der verschiedenartigen Elemente kann beispielsweise den in der Fig. 1A gezeigten ausgezogenen Linien entsprechen. Dieser Abschnitt der Einleitungs-Subroutine unterscheidet sich im allgemeinen für jedes Spiel und hängt von der Anzahl der dargestellten Grenzlinien, der Anzahl der zu benutzenden Spieler und der Verwendung von Torwächtern ab. Der folgende Abschnitt der Einleitungs-Subroutine ist allen drei Spielen gemeinsam.

609839/10 34

Parameter-Subroutine

A. Stelle »S?» dar.

B. Ist Start-Taste gedrückt?

i. Ja - Kehre zur Einleitungs-Routine zurück, ii. Nein -

a. Ist Zeit-Taste gedrückt?

i. Ja - Wähle zwei numberische Ziffern.

ii. Nein - Überprüfe Geschwindigkeits-Taste.

b. Ist Geschwindigkeits-Taste gedrückt? i. Ja - Hole Geschwindigkeitsfaktor.

Nachdem die Einleitungs-Routine beendet ist, erscheint das gesamte Bild zusammen mit der gewählten Zeit, die in Ein-Sekunden-Abständen dekrementiert wird, auf dem Fernsehbildschirm, und die Spieler und Torwächter sind bereit, um unter der Steuerung der Spielsteuertastenfelder GCK1 und GCK2 bewegt zu werden.

Die Aufruf-Routine benutzt eine Anzahl von getrennten Subroutinen für die einzelnen Elemente, die aufgerufen werden sollen.

Die in der Aufruf-Routine benutzte Aufruf-Maske enthält ein einziges Byte an Information mit Bitpositionen, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dem Spieler PI, dem Spieler P2, den Torwächtern, dem Spiel mit bewegtem Ziel, dem Ball und dem Takt- oder Zeitgeber entsprechen. Diese Maske wurde während der Einleitungs-Routine gesetzt und im Direktzugriffspeicher 42B gespeichert. Diese Aufruf-Maske bestimmt die Einheiten oder Elemente, die aufgerufen werden sollen. Für das alphanumerische Tastenfeld ist kein Bit vorgesehen, da das Tastenfeld immer aufgerufen wird. Beim Hockeyspiel werden alle Elemente mit Ausnahme des bewegten Ziels aufgerufen. Die Aufruf-Routine ist wie folgt:

609839/1 0 3 4

Aufruf-Routine

A. Lade Aufruf-Maske (transferiere Maskenbyte vom Direktzugriffspeicher 42B zum Mikroprozessor 40).

B. Rufe Spieler-P1-Subroutine.

C. Rufe Spieler-P2-Subroutine.

D. Rufe Torwächter-Subroutine.

E.(Rufe Bewegtziel-Subroutine - beim Hockeyspiel nicht benutzt).

F. Rufe Ball-Subroutine.

G. (Rufe Kalkulator-Subroutine - beim Hokeyspiel nicht benutzt).

H. Hole Geschwindigkeitsfaktor (vom Direktzugriffspeicher 42B).

I. Verzögere Aufrufzyklus in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsfaktor.

Die Subroutinen für die beiden Spieler P1 und P2 sind gleich. Der Einfachheit halber werden im folgenden lediglich die Subroutine für den Spieler P1 und für den Ball erläutert. Die Bezugnahme auf eine Adresse betrifft die Adresse eines Datenblocks. Die "Laufende Adresse" identifiziert die Position eines Bildelements (d.h. den dieses Bitelement enthaltenden Datenblock), das gerade auf dem Fernsehschirm dargestellt wird.

Für jedes der SpielSteuertastenfelder wird während eines Aufrufzyklus ein 8-Bit-Byte von Dateninformation erzeugt, die den Zustand der verschiedenen Spielsteuertasten anzeigt. Das Vorhandensein einer binären 1 an irgendeiner Bitposition des Spielsteuerstatusbyte kann die folgenden Befehle darstellen:

609839/1034

— 2ο -

Position ^Befehl

0 Spieler nach rechts - inkrementiere Horizontaladresse um 2.

1 Spieler nach links - dekrementiere Horizontaladresse um 2.

2 Spieler nach unten - inkrementiere Vertikaladresse um 2.

3 Spieler nach oben - dekrementiere Vertikaladresse um 2.

4 Spieler im Uhrzeigersinn - inkrementiere Rotationscode um 1.

5 Spieler im Gegenuhrzeigersinn - dekrementiere Rotationscode um 1.

6 Torwächter nach unten - inkreaentiere Vertikaladresse um 2.

7 Torwächter nach oben - dekrementiere Vertikaladresse um 2.

Spieler-P1-Subroutine

A. Hole GCK1-Status (wie oben erläutert).

B. Lade die laufende horizontale und vertikale Adresse von P1 (d.h. transferiere Adresse vom Direktzugriffspeieher 42B zum Mikroprozessor-Register).

C. Berechne neue X- und Y-Adresse von P1 (falls notwendig) und halte sie im Mikroprozessor.

D. Überprüfe Grenzwerte der Abgrenzungslinien.

E. Lade laufenden P1-Rotationscode (d.h. transferiere den Code vom Direktzugriff speicher 42B zu einem Mikroprozessor-Register) .

F. Berechne neuen P1-Rotationscode (falls notwendig) nach einer Tabelle und halte ihn im Mikroprozessor zurück.

G. Stelle Spieler P1 bei der neuen X- und Y-Adresse mit der dem neuen Rotationscode entsprechenden neuen Drehposition dar.

609839/1034

Die Darstellung des Spielers P1 (und der anderen bewegbaren Bildelemente) erfordert das Löschen des laufenden P1-Bildes auf dem Fernsehschirm und die Speicherung des neuen Bildelements. Weiterhin müssen die laufenden X- und Y-Adressen und Rotationscodes im Direktzugriffspeicher· 42B auf den neuesten Stand gebracht werden, so daß sie den neuesten Adressen und dem neuesten Rotationscode entsprechen. Die laufenden Adreßdaten werden vor der Darstellung 'nicht gelöscht, so daß der Mikroprozessor in der Lage ist, das im Direktzugriffspeicher 32 gespeicherte Bild auf den neuesten Stand zu bringen, indem in die laufende Adresse Nullen geschrieben werden. Diese Bitfunktion und die Bitfunktionen für alle darzustellenden Gegenstände, ob ortsfest oder bewegbar, erfolgt unter der Steuerung einer noch zu beschreibenden Anzeige-Subroutine. Zunächst wird die Ball-Subroutine erläutert.

Ball-Subroutine

A. Lade die laufende horizontale und vertikale Adresse des Balls B (Hg und V_ß).

B. Lade laufende horizontale und vertikale BaIlinkremente ( ^Eg und Δ V_ß).

C, Berechne neue Balladresse (H_n und V_n) und neue Ballinkremente und halte sie im Mikroprozessor.

= ^HB

ii.

D. Rufe Ballablenk-Subroutine

E. Überprüfe Grenzwerte der Abgrenzungslinien.

F. Stelle Ballposition dar (die neue Ballposition ist im Direktzugriffspeicher 42B und wird nicht bis zum nächsten Aufrufzyklus dargestellt).

609839/1 03Λ

Falls der Ball weder von einem Spieler, noch von einem Torwächter oder einer Grenzlinie abgelenkt wird, behält er seine Bewegungsrichtung bei, die durch seine X- und Y-Inkremente dargestellt ist. Falls der Ball auf irgendeinem der Spieler oder der Torwächter aufzutreffen scheint, muß der Mikrorechner dieses Ereignis voraussagen und eine Änderung der Ballinkremente verursachen, so daß es aussieht, daß der Ball von dem Bildelement, auf dem er auftrifft, unter einem bestimmten vorgegebenen Winkel abgelenkt wird. Die Ballabienk-Subroutine, die gerufen wird, nachdem die neue Balladresse berechnet worden ist, gestattet einen Vergleich der berechneten Ballposition mit der Position der Spieler P1 und P2 sowie der Torwächter G1 und G2. Weiterhin nimmt die Ballablenk-Subroutine den Vergleich der Ballposition mit den beiden Toren vor und sorgt für eine entsprechende Ergebnisanzeige, falls der Ball in irgendeines der beiden Tore gelangt.

Nach der Ballabienk-Subroutine kehrt der Mikrorechner zur Ball-Subroutine zurück und vergleicht die Ballposition mit den Begrenzungslinien. Dies kann in einfacher Weise geschehen, da die Adressen der Begrenzungslinien feste horizontale (oder vertikale) Werte sind. Wenn entweder die horizontale oder die vertikale Adresse des Balls gleich einem horizontalen oder vertikalen Grenzwert der Begrenzungslinie ist, kann man das Bild des Balls in einfacher Weise dadurch ablenken, daß das horizontale (X) oder das vertikale (Y) Ballinkrement komplementiert wird. Diese neuen Inkremente werden dann in der Form des laufenden Ballrotationscode in den Direktzugriffspeicher 42B gegeben.

Wenn beispielsweise die Ballinkremente X = +2 und Y = -1 sind (entsprechend einer Richtung von 22,5°) und wenn die (vertikale) Y-Adresse des Balls gleich dem Y-Wert der oberen horizontalen Begrenzungslinie ist, werden

609839/1034

die Ballinkreraente in X = +2 und Y = +1 geändert, so daß es aussieht, als ob die obere horizontale Begrenzungslinie den Ball unter einem Winkel von -22,5° ablenken würde. Falls der Ball auf eine vertikale Abgrenzungslinie trifft, wird das X-Inkrement komplementiert.

Nachdem die Grenzwerte der Begrenzungslinien überprüft worden sind, wird die neue Ballposition angezeigt.

Während der Ballablenk-Subroutine ist es erforderlich, den Ball gegenüber den Positionen (Adressen) der beiden Spieler, der beiden Torwächter und der beiden Tore zu überprüfen. Die laufenden Positionen der Spieler und der Torwächter sind immer im Direktzugriffspeicher 42B gespeichert. Die Adressen der beiden Tore sind im Festwertspeicher 42A gespeichert. Das Folgende ist ein Flttßdiagramm für die Ballablenk-Subroutine, um die Ballposition in bezug auf die Position des ersten Spielers zu überprüfen. Für den zweiten Spieler P2 und die beiden Torwächter wird im wesentlichen ein gleiches Verfahren angewandt. Das Programm trifft grundsätzlich auch für die beiden Tore zu, obwohl es beim Erzielen eines Treffers notwendig ist, das Ergebnis auf den neuesten Stand zu bringen und die Ballbewegung sowie den Zeitgeber anzuhalten.

Ballablenk-Subroutine

A. Vergleiche laufende P1-Position mit den beabsichtigten neuen Ballpositionen (überlagert der Balldatenblock einen neuen P1-Datenblock).

i. Wenn nein, kehre zum Schritt A zurück und

überprüfe das nächste Bildelement, ii. Wenn ja, lade den laufenden P1-Winkelpositionscode (vom Direktzugriffspeicher 42B zum Mikrorechner).

609839/10 34

iii. Bestimme die neuen horizontalen und vertikalen Ballinkremente.

iv. Speichere die neuen Ballinkremente im Datenzugriffspeicher 42B.

v. Kehre zur Ball-Subroutine zurück.

Um das Vorhandensein einer Notwendigkeit einer Ballablenkbewegung zu bestimmen, werden die Datenblöcke miteinander verglichen, die den Spieler PL und den Ball darstellen (anstelle eines nur die Adressen in Betracht ziehenden Vergleiches). In der Fig. 7 ist beispielsweise ein Datenblock gezeigt, der den Spieler P1 darstellt (unabhängig von der Drehposition des Spielers). Der durch einen 3x3-Datenblock dargestellte Ball B überlagert den Datenblock des Spielers für jede der in der Fig. 7 dargestellten vier Positionen und auch in jeder Zwischenposition. Da die X- und Y-Adressen der Datenblöcke sowohl vom Spieler als auch vom Ball bekannt sind, kann man die Grenzwerte dieses Überlagerungszustands als Funktion der betreffenden Adressen berechnen, um zu ermitteln, ob eine Ballablenkung erforderlich ist.

Die Bestimmung der neuen horizontalen und vertikalen Ballinkremente kann in mannigfacher Weise erfolgen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestimmt der Mikrorechner die neuen Ballinkremente in Übereinstimmung mit der Winkel- oder Drehposition des Spielers nach einer Inkrement-Tabelle. Ein Beispiel für eine solche Tabelle zum Aufsuchen von Inkrementen ist im folgenden dargestellt, wobei eine Ballbewegung von rechts nach links angenommen wird. Aus der Fig. 6 gehen die Bezugswinkel für die Drehposition der Spieler und auch die Bewegungsrichtung des Balles für die in der Tabelle aufgeführten Inkremente hervor.

60983 9/1034

Inkrement-Tabelle

Winkelposition des Spieler	Neue X	Ballinkremente Y	Ballablenk winkel
90°	+2	0	0°
67,5°	+2	+1	-22,5°
45°	+2	+2	-45°
22,5°	+1	+2	-67,5°
0°	0	+2	±90°
-22,5°	+1	-2	+67,5°
-45°	+2	-2	+45°
-67,5°	+2	-1	+22,5°

Wenn sich der Ball von links nach rechts bewegt, sind die in der Tabelle zusammengestellten Inkremente zu komplementieren, um die neuen Ballinkremente zu erhalten. Das Vorzeichen des laufenden X-Inkrements zeigt an, ob sich der Ball von rechts nach links oder von links nach rechts bewegt. Ein positives Vorzeichen bedeutet eine Bewegung von links nach rechts.

Es kann erwünscht sein, daß das erste Inkrement einer Ballbewegung nach einer Ablenkung größer als das normale Inkrement ist. Dies verursacht einen angenehmen visuellen Effekt auf dem Bildschirm und stellt gleichzeitig sicher, daß der Ball aus dem Bereich eines Spielers bewegt wird, um sicherzustellen, daß nach dem ersten inkrementalen Ablenkschritt der Datenblock des Balls den Datenblock des Spielers nicht mehr überlagert. Dies kann bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hilfreich sein, bei dem eine tatsächliche Koinzidenz von Ball und Spieler nicht stattfindet, sondern vorausberechnet wird, wobei die Ballab- -lenkung beim nächsten Aufrufzyklus stattfindet. Anders als

609839/1034

bei den übrigen Bildelementen stellt beim Ball die im Direktzugriffspeieher 42B gespeicherte laufende Inkrementinformation die Ballrichtung dar, die beim nächsten Aufrufzyklus angezeigt bzw. dargestellt wird.

In den vorangegangenen Flußdiagrammen wurde das Wort "Darstellung" bzw. "Anzeige" benutzt, um anzugeben, daß Daten in dem Bild-Direktzugriffspeicher. 32 auf den neuesten Stand gebracht worden sind. Immer wenn Daten in den Bild-Direktzugriffspeicher 32 geschrieben werden, geschieht dies unter der Steuerung der Programmausrüstung des Mikroprozessors nach einer Anzeige- oder Bild-Routine, Die Anzeige-Routine bestimmt, ob das darzustellende Zeichen ein statisches Zeichen (d.h. ein Zeichen, das sich nicht bewegen kann, beispielsweise ein Kalkulatorsymbol) oder ein dynamisches Zeichen (beispielsweise Spieler, Torwächter und Ball) ist. Falls ein Bildelement ein dynamisches Zeichen ist, muß die Anzeige-Routine veranlassen, daß das laufende Bildelement gelöscht wird, bevor das neue Bildelement in den Direktzugriffspeicher 32 eingeschrieben wird. Bei einem dynamischen Zeichen ist es auch erforderlich, die neue Adresse in dem Direktdatenzugriff speicher 42B zu speichern.

Alle statischen und dynamischen Symbole, die auf dem Fernsehschirm angezeigt oder dargestellt werden können, sind als ein Datenblock im Festwertspeicher 42A des Mikroprozessors gespeichert. Diese Bildsymbole enthalten die verschiedenartigen möglichen Drehpositionen von jedem der Spieler. Jedem dieser Bildsymbole ist ein Elementcode zugeordnet, und die Symbole werden mit Hilfe des Elementcode adressiert. Wenn ein im Direktzugriffspeicher 32 gespeichertes Element durch einen Elementcode zum Zugriff herangezogen wird, der anzeigt, daß es sich bei dem Symbol um ein statisches Symbol handelt, springt der Mikrorechner zu einer Fernsehausgabe-Sub-

80983 9 /10 34

routine, die veranlaßt, daß Daten in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben werden. Die Fernsehausgabe-Subroutine liefert die horizontalen und vertikalen Startadressen eines einzuschreibenden Datenblocks, die Anzahl der einzuschreibenden Bits und den Startbefehl. Beim Einschreiben eines Datenblocks in den Direktzugriffspeicher 32 werden bis zu acht aufeinanderfolgende Datenbytes geschrieben. Das 8-Bit-Wort oder 8-Bit-Byte wird in eine Horizontalzeile geschrieben, und die Vertikaladresse wird nachdem jedes Byte eingeschrieben worden ist, um einen Schritt inkrementiert. Bei dem Ball besteht der Datenblock aus 3-Bit-Wörtern.

Bei einem dynamischen Zeichen wird das laufende Element zunächst gelöscht, und zwar dadurch, daß Nullen in den Datenblock geschrieben werden, der dem Direktzugriff spei eher 32 der laufenden Elementposition entspricht. Die neue horizontale und vertikale Adresse (und Inkrementdaten im Falle des Balls) werden im Direktzugriffspeicher 42B gespeichert. Der Mikroprozessor springt dann zur Fernsehausgabe-Subroutine, wobei für den Fall des Balls die Anzahl von Bits und die Anzahl von Bytes gleich 3 ist. Im allgemeinen benötigt man etwa 1 Millisekunde, um einen 8-Byte-Datenblock in den Direktzugriffspeicher 32 zu schreiben.

In der Fig. 8 ist ein ausführlicheres Blockschalt- . bild der Logikschaltungen dargestellt, die die Direktzugriffspeicher-Steuerschaltung 72 (Fig. 3) enthalten. Die Steuerschaltung 72 erzeugt die Steuersignale, die zum Einschreiben von Daten in den Bild-Direktzugriffspeicher 32 erforderlich sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Daten während eines horizontalen oder eines vertikalen Rücklaufimpulses in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben, falls das leichte Flackern als störend empfunden werden mag, das auftritt, wenn die

609839/10 34

Daten unter Unterbrechung der Ausleseabtastung in den Direktzugriffspeicher geschrieben werden. Die Fig. 8 zeigt eine Logikschaltung, die das Schreiben von Daten nur während einer Rücklaufperiode gestattet, um das angesprochene Problem zu vermeiden.

Wenn Daten in den Direktzugriffspeicher 32 eingeschrieben werden sollen, erzeugt der Mikroprozessor an den Leitungen D_Q bis D, der Eingabe/Ausgabe-Leitungen einen Befehl, der zum Setzen eines vierstufigen Zählers 90 dient, wenn der Zähler durch ein Signal an einer Leitung 91 freigegeben ist. Das Signal an der Leitung 91 wird von der Befehlsverriegelungsschaltung 70 (Fig. 3) abgeleitet, wenn die Daten an den Leitungen Dq bis Dv zum Setzen des Zählers 90 benutzt werden sollen.

Der Zähler 90 spricht auf die Taktimpulse des Taktgebers 52 an und kann bis 15 zählen, wenn er anfangs auf 0 zurückgesetzt ist. In diesem Fall wechselt das niedrigstwertige Bit achtmal von 0 nach 1 für jeweils 16 Taktimpulse. Falls der Zähler anfangs über die Leitungen Dq bis D-Z auf eine höhere Zahl gesetzt ist, wird der Zähler durch entsprechend weniger Stufen geschaltet und das niedrigstwertige Bit ändert seinen Zustand nicht so oft. Das niedrigstwertige Bit kann man somit heranziehen, um die Anzahl der Bits zu steuern, die in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben (oder aus ihm gelesen) werden sollen.

Das niedrigstwertige Bit vom Ausgang des Zählers wird dem einen Eingang eines UND-Glieds 92 zugeführt. Das andere Eingangssignal des UND-Glieds 92 wird vom Setzausgang eines Flipflop 94 abgenommen, das von der Befehlsverriegelungsschaltung 70 (Fig. 3) ein Direktzugriff speicher-Schreibsignal erhält.

609839/ 1 Q 3 A

Das Flipflop 94 und zwei weitere in der Fig. 8 dargestellte Flipflops sind Synchroneinrichtungen mit einem Setz- und einem Rücksetzeingang S und R, mit denen man das Flipflop in einen von seinen beiden möglichen Zuständen schalten kann. Die Flipflops können ihren Zustand aber nur ändern, wenn an einem Freigabeeingang C ein Taktimpuls auftritt. Diese Taktimpulse stammen ebenfalls von dem Taktgeber 52 (Fig.3).

Wenn am Setzeingang des Flipflop 94 ein Direktzugriffspeicher-Schreibimpuls erscheint, ändert das Flipflop 94 beim Auftreten des nächsten Taktimpulses B vom Taktgeber 52 seinen Zustand und erzeugt ein Besetzt-Signal, das dem anderen Eingang des UND-Glieds 92 zugeführt wird. Der Zähler 90, der auf die Taktimpulse B anspricht, ändert beim Empfang von Jedem Taktimpuls den Zustand seines niedrigstwertigen Bit. Das UND-Glied 92 wird daher beim Empfang von abwechselnden Taktimpulsen vom Taktgeber 52 geöffnet, wenn an der Besetzt-Leitung des Flipflop 94 ein hohes Potential anliegt. Das Ausgangssignal vom UND-Glied 92 wird direkt dem Direktzugriff speicher 32 zugeführt, um diesen in den Schreibmodus zu bringen. Weiterhin wird es den Schreibtoren 74 (Fig. 3) zugeführt, falls, wie es für das beschriebene Ausführungsbeispiel zutrifft, das Schreiben mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Lesen vorgenommen wird, und es daher erforderlich ist, für den Schreibvorgang zu einem niedrigeren Geschwindigkeitstakt umzuschalten. Wie es bereits erwähnt wurde, hängen die Anzahl der Impulse vom UND-Glied 92 und damit die Anzahl von Bits, die in den Direktzugriffspeieher 32 geschrieben werden sollen, von dem in den Zähler 90 über die Leitungen D_Q bis D^ eingegebenen Anfangszählzustand ab.

R 0 98 3 9 / 1 ii :j«:

Die Ausgangsimpulse des UND-Glieds 92 kann man noch benutzen, um die Adreßverriegelungsschaltung 66 (Fig. 3) zu inkrementieren, wenn aufeinanderfolgende Bits in den Direktzugriffspeicher 32 geschrieben werden. Dies kann man erreichen, indem man den Ausgang des UND-Glieds 92 mit einem Umkehrglied 93 verbindet, dessen Ausgang auf einem hohen Potential liegt, wenn das niedrigstwertige Bit des Zählers 90 tief ist, wobei die Anzahl der Impulse vom Anfangszählzustand des Zählers 90 abhängt. Das niedrigstwertige Bit des Zählers 90 bewirkt somit abwechselnd das Einschreiben von Daten und das Weiterschalten der Adreßverriegelungsschaltung bei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen.

Falls es erwünscht ist, nur während einer Rücklaufperiode der Abtastung zu schreiben, wird das von dem Fernsehsynchrongenerator 50 (Fig. 3) erzeugte zusammengesetzte Austastsignal einem NAND-Glied 98 zugeführt. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 98 dient als Freigabesignal für ein UND-Glied 100, dessen anderem Eingang über ein ODER-Glied 103 das Besetzt-Signal vom Flipflop 94 zugeführt wird. Der andere Eingang des NAND-Glieds 98 ist an den Setzausgang eines Flipflop 96 angeschlossen. Das Flipflop 96 wird durch einen Befehl vom Mikroprozessor gesetzt, wenn es erwünscht ist, nur während der Austastperiode zu schreiben. Bei dem Ausgangssignal des NAND-Glieds 98 handelt es sich somit um eine Reihe von Freigabeimpulsen während jeder Austastperiode des Videoempfängers, und zwar unter der Vorraussetzung, daß ein geeigneter Befehl, nur während der Austastung zu schreiben, das Flipflop 96 gesetzt hat. Beim Ausgangssignal des UND-Glieds 100, das unter der Steuerung des Mikroprozessors 40 während des Schreibvorgangs den Adreßmultiplexer 64 (Fig, 3) ansteuert, handelt es sich somit um eine Reihe von Irriiil"enj die srur auftreten, wenn ^or Fernsehschirm

ausgetastet ist. Demzufolge findet das Einschreiben nur während einer Austastperiode statt, so daß das Bild des Fernsehempfängers durch irgendein Flackern nicht unterbrochen wird. Die Notwendigkeit, auf eine Austastperiode zu warten, setzt allerdings die Geschwindigkeit herab, mit der man das dargestellte Bild ändern kann.

Normalerweise werden bei Abwesenheit eines Schreibsignals von der Direktzugriffspeicher-Steuerlogikschaltung Daten aus dem Direktzugriffspeicher 32 gelesen. In einigen Fällen, insbesondere bei Verwendung der Kalkulatorbetriebsart, kann es für den Mikroprozessor erwünscht sein, die Daten zu lesen, die im Direktzugriffspeicher 32 gespeichert sind. Dazu ist ein drittes Flipflop 102 vorgesehen, das vom Mikroprozessor durch einen Direktzugriffspeicher-Leseimpuls gesetzt wird, der anzeigt, daß der Rechner Daten zu lesen wünscht, die im Direktzugriff spei eher 32 gespeichert sind. Der Setzausgang des Flipflop 102 ist über das ODER-Glied 103 mit dem Freigabeeingang eines UND-Glieds 104 verbunden. Der andere Eingang des UND-Glieds 104 dient zum Anlegen eines Befehlsimpulses vom Mikroprozessor, der nach einem dann am Ausgang des UND-Glieds 104 auftretenden Lese/Schreib-Status des DirektzugriffSpeichers anfragt.

Die Grundprinzipien der Erfindung können sehr leicht auf verschiedene Arten von Spielen angewendet werden, wobei viele der oben beschriebenen Subroutinen verwendet werden können. Beim Tennisspiel kann man beispielsweise die Torwächter weglassen, die Tore über die gesamten vertikalen Begrenzungslinien ausdehnen und den BewegungsSpielraum der Spieler auf jeweils das halbe Spielfeld begrenzen. Diese Bedingungen werden während der Einleitungs-Subroutine aufge stellt.

609839/1034

Bei einer Art eines Spiels mit beweglichem Ziel wird der das Schießen ausübende Spieler automatisch in eine Zone 1 oder eine Zone 2 gebracht, und zwar in Abhängigkeit davon, welches Spielsteuertastenfeld verwendet wird. Ein Ball, der sich nur in einer vertikalen Richtung bewegen kann, ist an dem schießenden Spieler angebracht und bewegt sich zusammen mit ihm in die betreffende Zone. Nach Abruf durch den schießenden Spieler wird in der entgegengesetzten Zone ein Ziel freigegeben. Das Ziel kommt wahllos entweder zur Rechten oder zur Linken des Schützen. Es wandert dann mit einer wahllosen Geschwindigkeit und einem wahllosen Winkel hinüber zur anderen Seite. Das Ziel kann auch während seines Fluges eine wahllose Wendung ausführen. Der Schütze muß die Flugbahn des Zieles abschätzen und dann zum richtigen Augenblick den Ball freigeben, und zwar so, daß das Ziel vom Ball getroffen wird. Der Schütze kann sich vertikal bewegen und vor dem Schießen irgendeinen der möglichen Winkel einnehmen. Der freigegebene Ball bewegt sich stets mit einer gleichförmigen konstanten Geschwindigkeit. Falls das Ziel getroffen wird, verschmilzt der Ball mit dem Ziel. Bei einem Fehlschuß wandern Ball und Ziel über die Bildfläche des Fernsehschirms hinaus. Das nächste Ziel kann dann abgerufen werden.

Die Erfindung wurde an Hand eines Schwarz-Weiß-Fernsehempfängers erläutert, wobei jedem Balken des Fernsehrasters ein einziges Speicherbit zugeordnet ist. Es sind daher nur zwei Zustände möglich, nämlich Helltastung oder Dunkeltastung. Wenn man jedem der Balken des Rasters zwei Datenspeicherplätze zuordnet, erhält man für jeden Balken vier mögliche Zustände. Man kann daher Grautöne einstellen oder im Falle eines Farbfernsehers eine Farbe auswählen.

Der während der Einleitungs-Subroutine ausgewählte Geschwindigkeitsfaktor stellt die Bewegungsgeschwindigkeit

609839/1034

der dynamischen Bildelemente ein, indem die Länge des Aufrufzyklus verändert wird. Wenn es erwünscht ist, kann man das Tastenfeld mit einer manuellen Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuertaste für den Ball versehen. Auf diese Weise ist es möglich, die horizontalen und vertikalen Ballinkremente zu vergrößern oder zu verkleinern, um den Ball zu beschleunigen oder zu verzögern.

Anstatt der Verwendung von einzelnen Tasten kann man zur Steuerung der Bewegung der Spieler und der Torwächter auch einen Steuerknüppel verwenden.

Weiterhin kann man, sofern es erwünscht ist, unter Verwendung einer Programmsteuerung einen hörbaren Ton erzeugen, wenn der Ball von einem Spieler, einem Torwächter oder einer Begrenzungslinie abgelenkt wird. Dazu kann man beispielsweise der Ball-Routine eine Subroutine überlagern, mit deren Hilfe die Töne erzeugt werden können, wenn eine'Ablenkung festgestellt wird. Der Ton wird über die VHF-Anschlüsse des Empfängers eingegeben und vom Tonteil des Empfängers erzeugt.

Da die Wiedergabe der verschiedenen Elemente der Steuerung eines Rechnerprogramms unterliegt, gibt es viele Möglichkeiten, um die Bewegung der dynamischen Bildelemente zu modifizieren. Die Geschwindigkeit des Balls kann man beispielsweise automatisch erhöhen oder herabsetzen, und zwar in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Ablenkwinkel. Beim Tennis kann man beispielsweise einen Faktor einführen, der das Auftreffen des Balles simuliert. Dazu kann man den Ball kurz anhalten oder einen Ton erzeugen. Der rückschlagende Spieler muß dann vor dem zweiten Auftreffen den Ball erreichen. Ein Netz kann man dadurch simulieren, daß in der Mitte des Spielfeldes ein sich senkrecht bewegendes Ziel vorgesehen wird, •das sich abwechselnd nach oben und unten bewegt. Die Idee

609839/103t

dabei ist, daß die Spieler ein Treffen des Ziels vermeiden, da sonst ein Punktverlust auftritt.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß man das Gerät auch für andere Spiele als diejenigen benutzen kann, für die das Gerät ursprünglich ausgelegt wurde. Dies kann' durch die Verwendung von geeigneten Programmen geschehen. Die Programminstruktionen für andere Spiele können beispielsweise in Pestwertspeichern enthalten sein, die als
modulare Einsteckeinheiten ausgebildet sein können.
Wenn daher neue Spiele entwickelt werden, kann der Besitzer der Grundanordnung neue Programme hinzukaufen, und damit die Kapazität seiner Anlage steigern.

609839/ 1034

Claims

- 41 Patentansprüche

[^J Bildsteuergerät zur Verwendung mit einem Fernsehempfänger einschließlich von Videosignaleingangsanschlüssen, einer Bildröhre und Einrichtungen zum Abtasten der Bildröhre mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit,

gekennzeichnet durch einen Direktzugriffspeicher (32) mit einer Vielzahl von einzelnen digitalen Speicherplätzen, von denen jeder einem vorgewählten Bildbereich der Bildröhre zugeordnet ist, durch eine Datenprozessoreinrichtung (40) mit einem Speicher (42A) zum Speichern von mehreren vorgewählten Bildelementen, durch eine Direktzugriffadressiereinrichtung (34) zum Adressieren von irgendwelchen ausgewählten Speicherplätzen in dem Direktzugriffspeieher (32), durch eine auf die Adressiereinrichtung ansprechende Einrichtung (38) zum selektiven Einschreiben von einem der vorgewählten Bildelemente in ausgewählte Speicherplätze, deren Auswahl derart getroffen ist, daß sie einem auf dem Bildschirm darzustellenden vorbestimmten Bild entsprechen, durch eine Einrichtung (54) zum sequentiellen Lesen von gespeicherten Daten aus den Speicherplätzen mit der vorbestimmten Abtastgeschwindigkeit, wobei jeder Speicherplatz im wesentlichen gelesen wird, wenn der diesem Speicherplatz zugeordnete vorbestimmte Bildbereich auf dem Bildschirm gerade abgetastet wird, und durch eine auf die sequentielle Leseeinrichtung ansprechende Einrichtung (36) zum Erzeugen eines Videosignals, das zum Anlegen an die Videosignaleingangsanschlüsse des Fernsehempfängers geeignet ist.

609839/103A
2. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Bildbereiche durch eine vertikale und eine horizontale Adresse darstellbar ist und daß sich die sequentielle Leseeinrichtung auszeichnet durch einen Taktgeber (62) zum Erzeugen von Taktimpulsen mit einer von der Abtastgeschwindigkeit bzw. Abtastfrequenz abhängigen Frequenz, durch eine auf die ■ Taktimpulse ansprechende Horizontal- und Vertikalzählereinrichtung (58, 60) zum Erzeugen von Digitalsignalen, die die horizontale und die vertikale Adresse jedes Bildbereichs während dessen Abtastung darstellen, und durch eine auf die Ausgangssignale der Zählereinrichtung ansprechende Adreßeinrichtung (64), die das Auslesen von Daten aus jeder Speicherplatzposition veranlassen, wenn deren Adresse dem Ausgang der Zählereinrichtung entspricht.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch

Mittel (96), die die Einrichtung zum selektiven Einschreiben nur während einer horizontalen oder einer vertikalen Austastperiode beim Abtasten des Fernsehempfängers freigeben.
4. Bildsteuergerät zur Verwendung mit einem Fernsehempfänger einschließlich von Videosignaleingangsanschlüssen, einer Bildröhre und Einrichtungen zum Abtasten der Bildröhre mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bzw. Frequenz, gekennzeichnet durch Speichermittel (32) mit einer Vielzahl von einzelnen digitalen Speicherplätzen, von denen jeder einem vorgewählten Bildbereich der Bildröhre zugeordnet ist, durch eine Einrichtung (38) zum selektiven Einschreiben von Digitaldaten in ausgewählte Speicherplätze, die derart ausgewählt sind, daß sie einem auf der Bildröhre darzustellenden vorbestimmten Bild entsprechen, durch eine in der Einrichtung zum selektiven

60983 9/1034

Schreiben enthaltene Datenverarbeitungseinrichtung (40) mit einem ersten Speicher (42A), in dem Digitaldaten gespeichert sind, die darzustellende vorgewählte Bildelemente repräsentieren, von denen wenigstens ein Bildelement einen Ball darstellt, der sich für wenigstens eine gewisse Zeitperiode auf dem Bild fortwährend bewegt, und mit einem zweiten Speicher (42B), in dem Daten gespeichert sind, die in der Horizontal- und in der Vertikalrichtung vorgewählten Ballbewegungsinkrementen entsprechen, die unterschiedliche vorgewählte Winkelrichtungen für das Ballbildelement definieren und in vorgewählten Anzahlen von Bildbereichen gemessen werden, durch eine Einrichtung (54) zum sequentiellen Lesen von gespeicherten Daten aus den Speicherplätzen in dem Speichermittel (32) mit der vorbestimmten Abtastfrequenz, wobei jeder Speicherplatz im wesentlichen ausgelesen wird, wenn der diesem Speicherplatz entsprechende vorgewählte Bildbereich auf der Bildröhre abgetastet wird, und durch eine auf die sequentielle Leseeinrichtung ansprechende Einrichtung (36) zum Erzeugen eines Videosignals, das zum Anlegen an die Videosignaleingangsanschlüsse des Fernsehempfängers (30) geeignet ist.
5. Gerät nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Datenverarbeitungseinrichtung auszeichnet durch Mittel zum Löschen des in dem Speichermittel gespeicherten Ballbildelements und durch Mittel zum Einschreiben des Ballbildelements in das Speichermittel bei einer neuen Adresse in Abhängigkeit von den vorgewählten Inkrementen.

609839/ 1 034
6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Bildelemente einen Spieler darstellt, der unter der Steuerung eines Gerätebenutzers bewegbar ist, daß ein Tastenfeld (GCK1, GCK2) mit einer ersten manuell betätigbaren Einrichtung zum Steuern der Bewegung des Spielerbildelements in horizontaler und senkrechter Richtung vorhanden ist und daß sich die Datenverarbeitungseinrichtung auszeichnet durch eine auf die erste manuell betätigbare Einrichtung ansprechende Einrichtung zum Löschen des in dem Speichermittel (32) gespeicherten Spielerbildelements und durch eine Einrichtung zum Einschreiben des Spielerbildelements bei einer einer vorbestimmten neuen Position entsprechenden neuen Adresse des Speichermittels.
7. Gerät nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das Tastenfeld eine zweite manuell betätigbare Einrichtung zum Steuern der Drehbewegung des Spielerbildelements enthält, daß in dem ersten Speicher (42A) eine Vielzahl von weiteren Spielerbildelementen mit unterschiedlichen Drehpositionen gespeichert ist und daß auf die Betätigung der zweiten manuell betätigbaren Einrichtung Mittel ansprechen, um die in dem Speichermittel (32) gespeicherten Spielerbildelemente durch ein ausgewähltes Element der weiteren Spielerbildelemente zu ersetzen.
8. Gerät nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Datenverarbeitungseinrichtung auszeichnet durch Mittel zum Vergleichen der Positionen der Spielerund Ballbildelemente und durch auf den Vergleich ansprechende Mittel zum Modifizieren der vorgewählten Inkremente, um dealt die Bewegungsrichtung des Balibildslements zu ändern.

S U y t < -Jv / : U w «
9. Gerät nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichn et, daß das Tastenfeld eine zweite manuell betätigbare Einrichtung zum Drehen des Bildspielerelements aufweist, daß in dem ersten Speicher (42A) eine Vielzahl von zusätzlichen Bildspieierelementen mit unterschiedlichen Rotationspositionen gespeichert sind und daß auf die Betätigung der zweiten manuell betätigbaren Einrichtung ansprechende Mittel vorhanden sind, die die in dem Speichermittel (32) gespeicherten Spielerbildelemente durch ein vorgewähltes Bildelement der zusätzlichen Spielerbildelemente ersetzen.
10. Gerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Modifizieren der vorgewählten Inkremente auf die Rotationsposition des Spielerbildelements ansprechen.
11. Gerät zum Durchführen von Spielen mit Mitteln zum Anzeigen und Manipulieren von Spieler- und Ballbildelementen auf dem Schirm einer Bildröhre, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein in einer ersten Richtung ausgerichtetes geradliniges Spielerbildelement darstellt, durch eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein Ballbildelement darstellt, durch eine manuell betätigbare Tastenfeldeinrichtung zur Steuerung des Spiels und durch eine auf die Tastenfeldeinrichtung ansprechende Einrichtung, die veranlaßt, daß die erste Einrichtung ein Videosignal erzeugt, das das in einer zweiten, von der ersten unterschiedlichen Richtung ausgerichtete Spielerbildelement darstellt.

609839/1034
12. Gerät zum Durchführen von Spielen mit Mitteln zum Anzeigen und Manipulieren von Spieler- und Ballbildelementen auf dem Schirm einer Bildröhre, wobei das Spielerbildelement manuell steuerbar ist und das Ballbildelement eine kontinuierliche Bewegung ausführt und von dem Spielerbildelement abgelenkt wird, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein Spielerbildelement darstellt, durch eine zweite Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals, das ein Ballbildelement darstellt, durch eine manuell betätigbare Tastenfeldeinrichtung zum Manipulieren des Spielerbildelements und durch eine auf die manuell betätigbare Tastenfeldeinrichtung ansprechende Einrichtung, die veranlaßt, daß die zweite Einrichtung ein Videosignal erzeugt, das das in einer von mehreren vorgewählten Richtungen abgelenkte Ballbildelement darstellt.
13. Gerät nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die zuletztgenannte Einrichtung von der Drehposition des Spielerbildelements abhängt.
14. Gerät nach Anspruch 13,
gekennzeichnet durch eine auf die manuell betätigbare Tastenfeldeinrichtung ansprechende Einrichtung, die veranlaßt, daß die erste Einrichtung ein Videosignal erzeugt, das das Spielerbildelement in einer zweiten Richtung liegend darstellt, die von der ersten Richtung verschieden ist.

60983 9/1034

ff

Leerseite