Световой пистолет

Zapper — световой пистолет для приставки NES. Версия для США.^[1]

Световой пистолет — указывающее устройство для компьютеров и телевизионных игровых приставок. Данное устройство позволяет «стрелять» в экран телевизора, с соответствующей реакцией «попал-промахнулся».

История

С появлением вакуумных фотоэлементов (1930-е годы) электронщики начали экспериментировать со световыми тирами. При этом конструкция была такой: в мишени располагался фотоэлемент, в стволе — источник света. Очко засчитывалось, если в момент выстрела свет попадал в фотоэлемент. Первым коммерческим автоматом, который работает на таком принципе, был Seeburg Ray-O-Lite (1936).^[2]

Для стрельбы в экран эту систему пришлось перевернуть: на экране подсвечиваются мишени, а в стволе ружья — фотоэлемент. Тир такого типа был разработан для компьютера Whirlwind.

На массовый рынок световой пистолет вышел вместе с приставкой Magnavox Odyssey. Ружьё Shooting Gallery («тир») стало необязательным аксессуаром для этой приставки. Впоследствии пистолетом снабжали приставки NES, Sega Megadrive, SNES. Для приставок типа NES он был обязательным в наборе, вкупе с джойстиками и картриджем.

Пистолет применялся в играх Duck Hunt, Clay Shooting и некоторых боевиках.

Способы определения точки попадания

Основанные на изображении на экране

Принцип действия основан на следующем: в стволе пистолета расположен узконаправленный фотоэлемент. Фотоэлемент в момент выстрела считывает освещение и передаёт информацию на процессор приставки.

Таким пистолетам не нужна калибровка, что особенно ценно для домашних приставок. В момент выстрела изображение на долю секунды заменяется особой картинкой, это может быть как белая вспышка, так и сложная чёрно-белая сетка. Невозможно непрерывное отслеживание: точка, в которую наведено ружьё, определяется только при нажатии спускового крючка. Соответственно, враги не могут чувствовать, что оружие наведено на них, невозможна стрельба очередями, затруднена навигация по интерфейсу с помощью пистолета. Некоторые модели привязаны к особенностям кинескопов и не будут работать на других телевизорах — ЖК-, плазменных, проекционных.

Светлые мишени с тёмным фоном

Мишени делаются светлыми на тёмном фоне. В момент выстрела фотоэлемент сообщает «1» (светло) или «0» (темно).

Некоторые игроки, раскусив этот принцип, в момент стрельбы направляли пистолет просто на включенную лампочку. От этого фотоэлемент быстро отказывал из-за ослепления. Опытным путём было вычислено, что лучше всего для такой цели подходит окно в дождливый день или в сумерки.

• Возвращаемые величины: попал/промахнулся.
• Преимущества: простота, работает с любым светящимся экраном (ЭЛТ, ЖК, плазма).
• Недостатки: реакция на любой освещённый объект; ровно одна мишень; мишени должны быть яркими на тёмном фоне.
• Приставки: Magnavox Odyssey, клоны Pong.

Выделение мишеней в момент выстрела

В момент нажатия на спусковой крючок экран телевизора на доли секунды становится чёрным, с белым прямоугольником вместо цели. Опять-таки, пистолет возвращает «1», если он наведён на мишень, и «0» в противном случае. Если мишеней несколько, подбитая определяется двоичным поиском.

• Возвращаемые величины: в момент выстрела — номер сбитой мишени из небольшого количества.
• Преимущества: простота, работает практически с любым светящимся экраном.
• Недостатки: реакция на любой освещённый объект, небольшое количество мишеней, заметное чёрное мигание, на первых ЖК-телевизорах могло не сработать.
• Приставки: NES

Синхронизация с развёрткой ЭЛТ

Эта система аналогична световому перу. Экран на мгновение освещается белым цветом. Система вычисляет время от начала развёртки до момента «встречи» пистолета и луча; таким образом вычисляются координаты точки попадания.

• Возвращаемые величины: в момент выстрела — (X,Y).
• Преимущества: простая конструкция; можно реализовать сколь угодно сложную логику попаданий (большое количество мишеней, мишени с кольцами, «критические зоны» на фигурах врагов и т. д.); высокая точность даже на домашней приставке; мигание экрана, хоть оно и есть, выглядит более естественно.
• Недостатки: требуется точный (не менее 10 млн отсчётов в секунду) таймер, привязано к особенностям ЭЛТ и не работает на других типах телевизоров (ЖК, плазменных, проекционных и т. д.).
• Приставки: SNES, Namco GunCon 1 и 2 для PlayStation 1/2.

Комбинированный метод

Может применяться комбинированный метод: по методу синхронизации с развёрткой определяется, с какой строкой столкнулся пистолет, затем методом выделения мишеней — с какой мишенью из находящихся в этой строке.

• Возвращаемые величины: в момент выстрела — Y + номер сбитой мишени.
• Преимущества: простая конструкция, на экране может быть достаточно большое количество мишеней, в сотни раз меньшая точность таймера.
• Недостатки: работает только на ЭЛТ, чёрное мигание.
• Приставки: ???^{[уточнить]}

Фоторужьё

В момент выстрела изображение на экране заменяется калибровочной сеткой, в ружье — цифровой фотоаппарат с небольшим числом пикселей, но малым углом обзора. Сетка устроена таким образом, что даже по снимку небольшой её части можно определить точку попадания.

• Возвращаемые величины: в момент выстрела — (X,Y).
• Преимущества: сложная логика попаданий, совместимость со всеми видами телевизоров.
• Недостатки: мигание (причём не чёрное и не белое), сложная конструкция.
• Приставки: ???^{[уточнить]}

Не привязанные к изображению

Эти способы определения точки попадания не привязываются к изображению на экране.

Все эти методы требуют точной настройки, поэтому применяются в основном в игровых автоматах. Зато в момент выстрела не меняется изображение, это важно в парной игре. Многие варианты передают точку попадания постоянно — таким образом, на экране может отображаться прицельная сетка; враги могут изменять своё поведение, когда оружие направлено на них; возможна стрельба очередями и навигация по интерфейсу с помощью пистолета.

Триангуляция

Около экрана располагаются ИК-излучатели. Датчик в стволе принимает их излучение, и решается задача решения треугольников.

• Возвращаемые величины: непрерывно — (X,Y).
• Преимущества: независимость от экрана; практически произвольная логика попаданий; в игровом автомате (где положение излучателей относительно экрана фиксировано) операции по настройке минимальны; из-за непрерывного отслеживания на экране можно показывать прицельную сетку (Ghost Squad); враги могут изменять своё поведение, когда игрок наводит оружие на них.
• Недостатки: в домашних устройствах — потребность в пристрелке (калибровке), желательно в исполнении опытного стрелка.
• Приставки: Wii Remote для Nintendo Wii, Namco GunCon 3 для PlayStation 3, EMS TopGun для X-Box^[3].
• Автоматы: Ghost Squad

Аналоговый джойстик

В игровых автоматах иногда применяется оружие, прикреплённое к качающейся подставке. Подставка является, по сути, аналоговым джойстиком (в стволе оружия ничего нет). Встречаются автоматы, в которых на подставке находится оптическое ружьё (например, Crossbow).

• Возвращаемые величины: непрерывно — (X,Y).
• Преимущества: простота, независимость от экрана, практически произвольная логика попаданий, из-за непрерывного отслеживания к ружью можно прикрепить «оптический прицел» (Silent Scope) или постоянно показывать на экране прицельную сетку (Gunblade NY); враги могут изменять своё поведение, когда игрок наводит оружие на них. Возможна имитация отдачи оружия.
• Недостатки: оружие нельзя снять с подставки, непригодно для домашних приставок, требуется тонкая настройка.
• Автоматы: Silent Scope, Gunblade NY.

Лазерное ружьё

В стволе ружья находится яркий лазер. Экран (обычно проекционный) снимается камерой, которая не реагирует на изображение, но реагирует на световое пятно от лазера.

• Возвращаемые величины: в момент выстрела — (X,Y).
• Преимущества: простота, экран огромного размера в нескольких метрах от стрелка, произвольная логика попаданий, калибровка под силу даже неопытному стрелку.
• Недостатки: слишком специфичное для домашнего применения оборудование. Требуется хорошо сбалансированное освещение — в темноте не видно прицела, на ярком свету слепнет экран.
• Применяется повсеместно в различных аттракционах.

В многопользовательской игре

После того, как кто-то нажал на спусковой крючок, запускается один из вышеперечисленных алгоритмов для определения, в какую точку он попал.

Примечания

1. ↑ В странах с более либеральными законами об оружии продавался Zapper, оформленный в серых тонах.
2. ↑ 1936 Seeburg Ray-O-Lite rayolite coin operated arcade gun rifle range game
3. ↑ LCD TopGun Light Gun Review (Xbox) (TeamXbox)