Il principio di funzionamento delle pistole per i videogiochi è molto semplice e sorprendente, visto che a “sparare” in realtà non è la pistola, ma lo schermo: in effetti la pistola ottica non è altro che una specie di “macchina fotografica”, e premendo il grilletto si fa una “foto” ad una piccola area dello schermo. L’immagine che abbiamo puntato viene confrontata con le parti “sensibili” della schermata corrente del gioco per prendere le opportune decisioni (nemico ferito, buco nel muro, etc.).
Il sistema è quindi composto da un fotorivelatore più o meno complicato, posizionato all’interno della canna della pistola, e dagli algoritmi di riconoscimento dell’immagine catturata.
Il primo videogioco a sfruttare questa pistola ottica faceva parte del famosissimo Pong, il videogioco per la televisione con le asticelle che colpivano la pallina.
Figura 1 – Schermate del videogioco Pong.
In una delle versioni più ricche c’era la pistola per colpire un quadratino bianco che rimbalzava per lo schermo.
Figura 2 – La pistola in dotazione insieme al videogioco Pong (da www.pong-story.com).
Il fotorivelatore era molto semplice: doveva solo riconoscere il quadratino bianco dallo schermo nero. Un fotodiodo era sufficiente, e l’elaborazione consisteva solo nel verificare che l’intensità luminosa ricevuta fosse superiore ad una soglia. Nel videogioco che avevo da bambino all’inizio era richiesta una specie di calibrazione: bisognava sparare sullo schermo nero, probabilmente per posizionare la soglia di decisione in modo da tenere conto della luminosità della stanza. A questo punto il quadratino bianco era sufficiente a generare un segnale di rivelazione. Naturalmente con questo tipo di rivelatore era facile barare: bastava sparare su una sorgente di luce abbastanza forte per avere assegnato il punto… pensate le litigate con mio fratello.
Negli anni ’80 si è passati al colore ed ai giochi più elaborati. In quel periodo nei bar faceva furore il gioco Empire City, che di solito aveva un puntamento col joystick, ma di cui esistevano versioni con la pistola.
Figura 3 – Schermata iniziale del videogioco Empire City.
La tecnologia dei fotorivelatori stava maturando, i dispositivi a matrici di CCD (Charge Coupled Devices: dispositivi ad accoppiamento di carica) resero possibile l’acquisizione di piccole immagini digitali: 8×8 pixel, 16×16 pixel (oggi, nel 2005, le fotocamere digitali più a buon mercato hanno matrici da 1500×2000 pixel!).
Figura 4 – Una scena del gioco Empire City.
Il programma deve riconoscere l’area puntata e individuarla sullo schermo.
Figura 5 – Zona di mira.
Figura 6 – Immagine catturata dalla pistola.
Figura 7 – Effetto dello sparo.
Per far questo bisogna calcolare la differenza tra l’immagine catturata dalla pistola e successive parti dell’immagine sullo schermo. Quando si ha un valore minimo (le due immagini sono quasi uguali) è stata individuata la zona di mira.
Sarebbe interessante scoprire se qualche videogioco più moderno (la velocità degli elaboratori è cresciuta almeno con lo stesso passo delle matrici CCD) riesce a tener conto di possibili rotazioni dell’immagine dell’area di mira. Questo potrebbe essere necessario per un giocatore che spara con la pistola impugnata orizzontalmente. Provate.
Figura 8 – Immagine catturata dalla pistola impugnata orizzontalmente.
Per approfondimenti sulle immagini digitali, il loro formato e le possibili elaborazioni visitate:
www.vialattea.net/sirtoli/scanner/scanner_frame.htm
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?numero=2536
http://www.fis.unipr.it./~fermi/Camere_Digitali.htm
Sui Fotorivelatori:
S.M.Sze – Dispositivi a semiconduttore – Hoepli
http://www.fis.unipr.it./~fermi/Camere_digitali/GCA_Camdig_Fotorivelatori.html
http://www.fis.unipr.it./~fermi/Camere_digitali/GCA_Camdig_Architsens.html
Sulla storia dei videogames:
http://www.spaziogames.it/content2/speciali/speciale.asp?id=2597&zona=
http://www.pong-story.com