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 ) .

Для стрельбы в экран эту систему пришлось перевернуть: на экране подсвечиваются мишени, а в стволе ружья — фотоэлемент. Первое устройство, действующее на таком принципе ( световое перо ), было разработано для компьютера Whirlwind I.

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 , Wild Gunman , Hogan's Alley , Clay Shooting , Baby Boomer и некоторых боевиках.

Переход на HD-телевизоры, начавшийся с конца 1990-х , закрыл самую простую разновидность пистолета, к тому же развитие геймдизайна создало новые жанры и усложнило геймплей имеющихся — с пистолетом такое провернуть сложно (хотя несколько раз это всё же пытались сделать: например, в Time Crisis под ногами игрока была педаль). Ностальгирующие геймеры испытывают различные конструкции, но ни одна из них не стала новым стандартом.

Способы определения точки попадания

Основанные на изображении на экране

В стволе пистолета расположен узконаправленный фотоэлемент . Фотоэлемент в момент выстрела считывает освещение и передаёт информацию на процессор приставки.

При стабильном заводском изготовлении таким пистолетам вообще не нужна пристрелка ( 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 . Если у телевизора велико время реакции, такой пистолет тоже никуда не попадёт.

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.
• Автоматы: Зимняя охота
• 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 . В игре в режиме «стрельба по банкам» целых три мишени, для снижения мигания сделан чёрный фон.

• 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 ЖК-телевизорах может и не сработать.
• Приставки: NES

Причина, почему NES Zapper не работает с большинством HDTV , двойная. Во-первых, у ЖК есть задержки буферизации. Один полукадр (на PAL ) длится всего 20 миллисекунд, задержки ЖК-телевизоров порядка 60 мс. Во-вторых, пистолет сделан на дешёвой элементной базе и реагирует на инфракрасное излучение , коего у ЖК недостаточно. По другим данным, дело в скорости реакции пикселей изображения: за 1 ⁄ 60 секунды ЖК не может сделать чистый чёрный или белый . Задержки буферизации бывают и у больших 100-герцовых кинескопов, их удаётся разрешить дорогими масштабирующими устройствами ( HDTV upscalers ), дающими задержку в 4 миллисекунды. Реагирует ли игра на включенную лампочку — это зависит от самóй игры, большинство NES-игр на лампочку всё же не реагирует.

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 отдельный блок обработки пистолета, привязанный к генератору видеосигнала; привязано к особенностям аналогового телевизора с кинескопом и не работает даже на HD-кинескопах, не говоря уже о ЖК, плазменных, проекционных.
• Приставки: SNES , Namco GunCon 1 и 2 для PlayStation 1/2.

Фоторужьё с реакцией на сетку

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); для быстрой реакции нужна быстродействующая система обработки изображений; непонятно, как делить ответственность между игрой и API . Потому дальше патента дело не ушло.

Фоторужьё с реакцией на контуры экрана

Ружьё реагирует на контуры изображения . Рекламируется как единственный метод, повторяющий функциональность старых ЭЛТ-пистолетов.

• Возвращаемые величины: непрерывно — (X, Y).
• Преимущества: сложная логика попаданий без всякого мигания, реакция на наведённое ружьё, совместимость со всеми видами телевизоров, могут имитировать мышь для игры на эмуляторах.
• Недостатки: точность неизвестна, но из-за широкоугольной камеры вряд ли 1 пиксель FullHD ; для быстрой реакции нужна быстродействующая система обработки изображения; рамка вокруг тёмного изображения.
• Периферия: Sinden Light Gun (выпускаемый малыми сериями с 2020 года и на начало 2024 ещё действующий проект Kickstarter )

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 (это может быть как фотоэлемент, так и камера, последнее применено в Wii Remote ) принимает их излучение, и решается задача решения треугольников . Бывает и наоборот: в пистолете излучатель, а датчики около экрана ( PlayStation Move ).

• Возвращаемые величины: непрерывно — (X,Y).
• Преимущества: независимость от экрана; сложная 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. Либо, как альтернатива, у пистолета нет прицела, а прицельная сетка рисуется прямо на экране . Игроки на Wii жалуются на неточность , игроки на PlayStation Move — на задержку .
• Приставки: Wii Remote для Nintendo Wii , Namco GunCon 3 для PlayStation 3 , PlayStation Move + Eye , EMS TopGun для X-Box .
• 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; сложная 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: поставил ружьё на станок, указал мышью пятно от лазера; либо просто показ на экране калибровочной сетки.
• 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