移动式遥控视频游戏系统 【发明领域】
本发明有关一种游戏系统，尤其是关于一种其中含有一可被远程操作的遥控车辆的游戏系统。发明背景
作为娱乐的遥控车辆操作在几十年中经历了各种各样的形式。从最初的模型铁路到如今发展而成的射频控制特技车模，用户已经无需真实地“在方向盘后”进行操作，而能够操作一种或另一种形式的车辆。远程操作也向用户提供了机会去体验操作那些通常不能被操作的运输工具如火车和飞机。
计算机提供了用户另一种自娱自乐的方式。在视频游戏出现的早期，计算机让用户体验一种具有奇异角色、甚至不同物理规律的全新环境。计算机也通过将用户置于一种仿真环境中让用户模拟遥控操作的体验。计算机仿真遥控车辆具有两个主要优点：首先，不会弄坏现实中的玩具；第二，用户所见到的景物好象如用户坐在车辆控制面板后所见到的一样。
但是，任何一种这类娱乐形式都具有缺点。使用遥控车辆时，用户必须保持在车辆的视线距(LOS)内才能进行遥控操作。遥控车辆无论如何不能使用户投入到一个不同的环境中：用户被限制于与真实对象之间进行交互作用的过程中。另一方面，计算机仿真要求计算机能够生成用户所见的整个视线范围。计算机仿真不能够利用真实世界环境的优点，甚至无法让用户将真实世界与虚拟环境调合在一起。
本发明阐述了与现有技术相关的上面提到的和其它的一些问题。附图简述
图1表示了按本发明的一个实施例的计算机系统、控制单元和移动式遥控车辆。
图2表示了图1所示计算机系统中显示的一个范例。
图3表示了按图1地与远程对象进行交互的移动式遥控车辆。
图4表示了按图1的彼此间进行交互的两台遥控车辆。
图5表示了第一个实施例将游戏呈现给用户所使用的处理过程。
图6表示了图5中用于提供游戏数据的处理过程所含的更详细的内容。详细说明
图1表示按本发明第一个实施例的一种计算机系统105。计算机系统105中包括一台计算机110、一台监视器115、一个键盘120和一只鼠标125。按本发明第一个实施例，计算机110中包括一个中央处理单元、一个存储器和一个高速缓存(未表示)。计算机系统105中也包括其它未在图1中给出的设备，例如其它的输入/输出设备或者打印机。
移动式遥控车辆135(在简图中给出)中提供了本发明第一个实施例中的部分娱乐功能。移动式遥控车辆135包括一台照相机140，它能够抓取实时的图象数据(即从移动式遥控车辆135的正面所见的视图)。移动式遥控车辆135也含有传感器145和150。传感器145和150能够感知移动式遥控车辆周围的环境。例如，传感器145可能是一种景深传感器，能确定环境中对象的距离；传感器150可能是一种碰撞传感器，确定车辆与一周围对象之间是否接触。移动式遥控车辆135也可能含有其它的传感器。
在第一个实施例中，移动式遥控车辆135包括用于无线控制移动式遥控车辆135的天线155。天线155允许对移动式遥控车辆135进行遥控，而不必使控制单元处于移动式遥控车辆135的视线距(LOS)之内。本技术领域中的人员应该认识到还可能有其它的实现方法，例如利用有线线路技术可以实际地将控制单元与移动式遥控车辆135连接起来。
在另一种实施例中，照相机140可以被安装到一个可以进行调整的吊杆上。这样让用户可以半独立于移动式遥控车辆135而控制照相机。例如，照相机140可以被转动或倾斜一定角度，提供除直接正对移动式遥控车辆135以外的一种视角。照相机140的定向可以利用控制单元160中的一个定点机构而被实现(参见如下内容)，或者也可以由计算机系统105被实现。
在第一个实施例中，控制单元160被连接到计算机系统105。控制单元160具有一些用于控制移动式遥控车辆135的运动的控制命令。在图1中，可移动式遥控车辆135是一辆轿车，控制单元160包括方向盘165和踏板170A和170B。本领域中的技术人员应该认识到依据移动式遥控车辆135的实施例，能用于控制移动式遥控车辆135的其它技术也是可能被使用的。例如，如果移动式遥控车辆135是某一类型的水上工具，控制单元160可能包括一个方向盘和推进杆。或者，如果移动式遥控车辆135是一架飞机，那么控制单元160可以包括方向杆、推进杆和踏板。在第一个实施例中，控制单元160包括特殊运载工具控制项，用于确定移动式遥控车辆135所属类型。但是，本领域中的技术人员应该认识到：其它控制形式也是可以使用的。例如，利用射频控制的车辆，通常会使用两个操作杆控制车辆的运动：一个用于控制加速和减速，一个用于控制车辆的方向。甚至还可以清除控制单元中的所有控制项，而利用计算机系统105控制车辆的运动。
控制单元160也包括用于与移动式遥控车辆135进行通信的天线175。如上所述，在第一个实施例中，天线175允许用户没有视线距(LOS)地无线控制移动式遥控车辆135。但是，也可能对移动式遥控车辆135实现有线控制和有限的无线视线距(LOS)操作。
在第一个实施例中，控制单元160仅包括用以控制车辆的必备的最少设备。操作车辆并不需要的任何部件都未被包括在控制单元160中。例如，控制单元160中不包括用于显示油表、计速器、武器装载以及其它这类信息的显示屏。但是，这类信息被当作游戏数据处理，并被叠加到要被显示到计算机系统105上的图像上。然而，本领域中的技术人员应该认识到包括必要的仪表并将其作为控制单元160一部分的其它类型的实施例也可能被采用。
在第一个实施例中，计算机系统105通过控制单元160和天线175，从移动式遥控车辆135中接收来自照相机140的图像，和来自传感器145和150中的传感器数据。压缩方法可以被采用以让信息更快进行传输，但这并不是必需的。通过使用传感器数据计算由计算机生成的角色和游戏数据的位置、尺寸和方向，并将计算机生成的数据叠加到来自照相机140的图像上，计算机系统105就能创建由真实世界图像和虚拟数据所合成的图像。(使用来自照相机140的图像减轻了计算机系统105的负荷。)因为移动式遥控车辆135上的照相机140实际上是用户的“眼睛”，游戏数据是相对移动式遥控车辆135的位置而被生成的。合成图像允许用户在一种可由用户选择的真实世界环境中操作移动式遥控车辆135，除去玩具有移动式遥控车辆135的计算机控制的随机游戏之外。
在另一种可替代的实施例中，控制单元160未被连接到计算机105上，反而，观察窗(visor)180被连接到控制单元160。观察窗(visor)180包括所有向用户提供显示内容的设备，这些内容还要被显示在计算机系统105上。实际上，观察窗180是一种耐用的监视器。假设控制单元160包括生成游戏数据的设备(例如，处理器、存储器等)，观察窗180可以向用户显示用户可以从计算机105上看到的同样的内容。如果控制单元160不能生成游戏数据，那末，观察窗180仍能将接收到的来自移动式遥控车辆135上的图形实时地进行显示，让用户可以操作没有视线距(LOS)的移动式遥控运输系统135。
在另一个替换的实施例中，移动式遥控车辆135包括一个以上的照相机。来自所有照相机的图像被计算机105接收，并在需要时在游戏中使用。例如，在一种驾驶游戏中，第二个照相机朝后地被安装在移动式遥控车辆135上，以便提供仿真后视镜的图像。
在另一个替换的实施例中，移动式遥控车辆135可能还包括不得不进行仿真的对象。例如，移动式遥控车辆135可包括导弹和导弹发射器，以用在具有大量枪战场面的游戏中。移动式遥控车辆135也可以转动或者倾斜导弹发射器，这样，用户可以无需移动移动式遥控车辆135而调整导弹的瞄准目标。导弹可以利用控制单元160中的定点机构实现操作，或者可以由计算机系统105操作。
图2表示了一种采用了本发明第一个实施例的计算机系统105上所可能显示的内容。在图2中，屏幕快照205显示了一个房间内的视图210。用户正在玩一种具有大量激战场面的游戏，这种游戏要求玩家用激光束摧毁所有猛兽。视图210开始于从移动式遥控车辆135的照相机140上接受的实时的图像。显示在视图210中的真实世界对象是墙和挡块212。然后，计算机系统叠加游戏数据。在图2中，游戏数据包括如猛兽215的生物(猛兽215是在此过程中要被杀死的)、激光束目标217、激光束218和污迹220。污迹220表示早先已经被杀死的生物留在墙壁上留下的痕迹。游戏数据如污迹220可能只是一种暂时的效果，随着时间的流逝会隐去，这样，在一段足够长的时间过后，污迹220就看不见了。这样有助于防止计算机系统105必须生成越来越多的游戏数据，以至于可能造成游戏逐渐变慢。
利用移动式遥控车辆135上的传感器如传感器145和150，计算机系统105可以确定移动式遥控车辆135所处的房间的特征。例如，如果移动式遥控车辆135包括一种景深传感器，计算机系统105就能够确定挡块212的尺寸和位置。然后，计算机系统就能仿真位于挡块212后面的生物，例如生物225。
屏幕快照205也向用户显示统计数据框230。统计数据框230向用户提供有关其游戏中的成绩的信息。例如，统计数据框230中显示了用户杀死猛兽的成功率/失败率，车辆的模拟速度和方向以及模拟的剩余油量。根据所玩的游戏，其它的统计数据也可以被显示。
在另一个可选择的实施例中，计算机系统105可以增加特殊效果。例如，在图2中，计算机系统105可以模仿闪亮的块212以便表现激光束的闪光218。
在另一个实施例中，移动式遥控车辆135可以与远程对象之间进行交互作用。这些远程对象是游戏的一部分，允许游戏中包括更多真实世界的元素。这样做有助于减少计算机系统105必需生成的游戏数据量。图3表示了与这些远程对象进行交互作用的移动式遥控车辆135(在俯视图中)。在图3中，移动式遥控车辆135是一只被放在池塘中的小船。远程对象310A-310D是水雷。远程对象310A-310D被编程，这样，当移动式遥控车辆135与远程对象之一接触时，计算机就模仿能够破坏移动式遥控车辆135的爆炸。
为了与移动式遥控车辆135进行交互，远程对象310A-310D必须能够与计算机系统105进行通信。远程对象310A-310D可以直接通过控制单元上的天线与计算机系统进行通信，或者可以通过移动式遥控车辆135(例如，作为一种半带信道)进行通信。
远程对象310A-310D可以是静物(例如漂浮的水雷)或者运动物体(例如，一架追击飞机)。此外，远程对象310A-310D可以包括类似于照相机140的照相机以及类似于在移动式遥控车辆135上的传感器145和150的传感器。来自远程对象310A-310D的图像和/或数据被计算机系统105所利用，就如同利用来自移动式遥控车辆135上的图像和/数据一样。根据周围环境，用户可以同时被提供来自所有远程对象310A-310D的照相机的图像，或者被要求选择来自某一特定远程对象310A-310D的图像。
在使用远程对象的另一个实施例中，计算机系统105可以被调整为根据同一传感器的数据改变移动式遥控车辆135的模拟的反应。计算机系统105可以被设置成在接触到环境中的一个普通对象时按一种方式进行反应，而在接触到被插入到游戏环境中的一个远程对象时作出不同的另一种反应。例如，当传感器确定移动式遥控车辆135撞到池塘305的边缘时，计算机系统105会模拟对移动式遥控车辆135的轻微碰撞损伤。但是，当传感器确定移动式遥控车辆135碰到远程对象310A-310D之一时，计算机系统105会模拟对移动式遥控车辆135的更为严重的破坏。
图4表示了两台进行交互的移动式遥控车辆。在这一实施例中，游戏是一种追逐性游戏，在游戏中由不同用户操作的两台移动式遥控车辆互相追逐。为了使游戏更加真实，计算机系统105利用数字方法将一台移动式遥控车辆从另一台移动式遥控车辆的图像内清除。因此，例如，当计算机系统105确定移动式遥控车辆405处在来自移动式遥控车辆135的图像内时，计算机系统105就用数字方法将移动式遥控车辆405从该图像中清除，并利用游戏角色410替代。
有几种方法让计算机系统105能够确定移动式遥控车辆405在图像中的位置以便将其清除。除了让计算机系统105扫描图像得到移动式遥控车辆405的外形外，这两台移动式遥控车辆可以通过相互通信(在图中用虚线415表示)以保持彼此被告知他们的位置。(计算机系统105需要从用户那里了解另一台移动式遥控车辆的位置以便维持游戏的挑战性。)或者，移动式遥控车辆可以在关键位置上被配有反射器。本领域中的技术人员也应该认识到，还有其它能够用于对移动式遥控车辆405进行定位以便利用数字方法将其从图像中清除的技术。
图5表示了被计算机用于向用户提供游戏的处理过程。在程序框505中，计算机接收图像和传感器数据以便使用。如上所述，图像和传感器数据可以来自移动式遥控车辆或者来自远程对象。在程序框510中，计算机根据图像和传感器资源中的位置(即移动式遥控车辆或者远处对象)提供游戏数据。在程序框515中，计算机叠加游戏数据到图像上。最终，在程序框520中，计算机将图像显示出来，并将游戏数据提供给用户。
图6表示了被用在提供游戏数据(例如，一种游戏角色)中的处理过程的详细内容。在程序框605中，计算机接收源位置。在程序框610中，计算机确定游戏角色的位置、尺寸和方向。最后，在程序框615中，计算机将游戏角色叠放在图像中它的相应位置上。
由此，已经以一个实施例说明和描述了我们发明的原理，对于本领域中的技术人员显而易见的是：本发明可以在不背离这些基本原理的条件下可以在布局和细节方面进行修改。在伴随的权利要求的精神和范围内，我们主张提出所有这样的修改。