2007年4月16日 星期一

光線槍的原理簡介

這是一個八位元時代就有的周邊,可是很多人都不清楚它的運作
原理。那就是「光線槍」。

自從VR COP上市以來,光線槍又受到大家的重視了。許多人都問
一個問題,電視機沒有感應器,那如何接受光線槍的訊號呢?

這個問題也曾經困擾著我,不過多虧VR COP發行之賜,我從一本
日文雜誌看到了槍的原理,才恍然大悟。原來接受訊號的是槍不是電
視,所以玩光線槍的GAME時不必在電視上加裝感應器。也因此就想寫
本文,以服務玩家。

以下以三點來說明光線槍的原理:

一、電視機的成像原理。

大家可能會奇怪,前面已經說了感應器不是電視而是槍,那為何
要談電視的成向原理呢?這個原因可大了,因為光線槍能知道要射擊
的目標的座標,全靠現行的電視(交錯式螢幕)的特性而來。

大家都知道的一點,電視訊號是一條條的掃瞄線所組成的。以目
前三台為例,三台的訊號是512條掃瞄線。那這512條線是如何來的呢
?那是電台把訊號一條條的送過來(因握微波不可能送整個畫面,就
算它的頻寬很寬那也只能提高資料量而已)而512條就是一個畫面由
512條線組成的。而每秒鐘中電視要送出30張畫面,也就是說電視的
電子槍的頻率是512*30/秒(這是三台的訊號)不過一般的電視都比
這個數字大。如下圖:

掃瞄線是水平掃瞄的,它們
╭──────────────╮是由左向右,由上到下一條條的
│→→→→→→→→→→→→→→│由電子槍送出來的。黑白電視只
│→→→→→         │要送出亮度資料,而彩色電視還
│              │要送出三原色的的資料。
│              │
│              │ 而螢幕為何會亮,那是由電
│              │子槍送出的訊號打在營幕後的螢
│              │光材質上,螢光物質受到輻射線
╰──────────────╯的照射,就會發光了!

由上面可以知道,寬螢幕和大尺寸電視為何比較貴了。因為電子
槍振動的振幅比較大的緣故。而高畫質電視更貴的原因就是因為振動
數遠高於一般電視的緣故。而利用這種特性,光線槍就能知道我們射
擊的目標的座標值。

二、光線槍如何知道我們射擊那裡?

這下到重點了。在光線槍裡有個感應器,這個感應器只接收特定
頻率的光線(肉眼看不見的)而遊樂器送訊號到電視時,就在每個
dot後面加上一個dot的光線槍用的訊號。而光線槍裡有個計時器,當
每個畫面第一點的訊號送出時(這個訊號由遊樂器提供)計時器就開
始計時,當感應器收到訊號時,計時器得到受信的時間,再由這時間
就可算出座標了。(有點難吧!)如下圖:

╭──────────────╮ 訊號由左到右,由上到下發
│→→→→→→→→→→→→→→│出時會用掉時間(雖然非常短)
│→→→→→→→→→→→→→→│當槍對準⊙時,特殊頻率的光由
│→→→→→→→→→→→→→→│左上角出發當它到⊙時,感應器
│→→→→→⊙        │收到訊號計時器就把時間記下來
│              │,如此遊樂器就能知道座標了。
│              │所以只要槍口指著螢幕,電腦就
│              │知道座標了。
╰──────────────╯

而有人可能會奇怪,那螢幕的大小沒影響嗎?程式難道會因螢幕
而修正嗎?答案是不必,因為程式是根據掃瞄頻率來算的。所以大小
螢幕只牽涉到 dot和dot間的間距,和頻率無關。而以上的動作向VR
COP每秒要計算30次。也因此槍裡面的計時器越精確(最小時間單位
月小)那槍的準確度越高。所以VR槍的台製品準確度極差(放在螢幕
前也會打偏)就是因為計時器的IC不好的緣故。這就是VR槍原版的不
便宜的緣故。

而我們扣扳機時槍為何知道打那裡?那很簡單。槍的扳機本身是
個開關,當按下時,遊樂器會送出另一個訊號(槍也能收的,我們會
發現螢幕會閃一下)座標的算法還是和上面一樣(其實對程式而言更
簡單,因為它只要算這一瞬間的資料就可以了)。

由以上的介紹,各位應該對光線槍有所瞭解了吧!

三、關於光線槍的問題。

①光線槍為何不能再投影電視和液晶電視上使用?

因為投影電視和液晶電視得成像原理,和一般電視不同。它們不
是用掃瞄線成像的方式,所以光線槍無法計算座標,因此無法使用。
(反正只要不是用映像管的電視都不能用啦!)

②為什麼小於20吋的螢幕沒辦法用?

因為螢幕小於20吋時,由於dot和dot間的距離太近了,小於光線
槍的誤差值,所以它們雖然能用,但是誤差會很大。(反正大家也不
會拿14吋電視玩VR COP來折磨自己)

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