小霸王游戏机的电子枪,光电枪的原理是什么

光电枪

一种游戏机控制器。

和我们想象的不同，光线枪不会射出光线，只能接收光线。在接收到光线后，光线枪会把枪口对准点的信号传回给游戏机，对应的软件就会告诉主机枪口所瞄准的位置在哪里。

那么软件又是怎么测量位置的呢？如果你仔细观察的话，当按下扳机后，无论枪口是否对着屏幕，屏幕上总会有一道闪光，而这道由软件控制发出的白色帧就是光枪测位的关键。在此之前我们还有必要先来看一下隔行扫描电视机的成像方式：在PAL\NTSC的CRT电视中，扫描线是影像生成的方式。以NTSC为例，每次影像扫描时，在六十分之一秒内并非从头到尾连续扫描525条扫描线，而是只扫描一半，也就是262.5线，剩下一半在另外一个六十分之一秒时扫描。第一次扫描时只由上而下水平扫描奇数线，第二次扫描时扫描偶数线。二次扫描所生

成的图场（Field）就结合成一幅完整的图像帧（Frame）。由于扫描时是以奇数、偶数扫描线做交替隔行扫描，所以叫隔行扫描。

按下扳机后，游戏软件控制主机发送一个全白色的帧，正如前面提到的，电视机显示这个白色帧是需要从上到下，从左往右扫描的，所以从这一帧扫描第一个点开始，到枪口收到白色光（注：尽管枪口看上去较大，但真正能接受光的感光机构可接受范围很小，所以它只会对准屏幕上很小的一块范围，这个范围略大于两行扫描线距离，可以认为其对准的是一个“点”）这个时间差

T(pos)，就可以算出坐标位置，这里假定从屏幕到光线枪的光线传播时间为0。NTSC情况下一个隔行帧显示的时间是：0.0167秒(60Hz)，这里为了方便大家理解计算过程，暂定理想状况：扫描线无消隐时间，帧无消隐时间，扫描线回扫时间为0，扫描线共480线（扫描线实际上是525条，但真正有成像能力的只有480线左右），水平点数为640。

所以每一行扫描线需要的扫描时间为

T(scanline)=0.0167/480,我们就可以计算出

垂直位置：

Y=Trunc(T(pos)/T(scanline))

水平位置：

X=(T(pos)-Y×T(scanline))/T(scanline)×640

如果把所有情况（扫描线消隐、回扫，有效扫描线等等）考虑到，计算过程要复杂很多，但是原理仍然基于上面de“理想状况”。

实际上，发送全白色帧之前，游戏机还会发射一帧全黑帧，这样可以去除游戏画面上高亮颜色的干扰。

工作原理

抠下扳机――――线缆将信号传给主机――――软件命令电视机发出一个白色帧――――枪口将接受到的光信号传回给主机――――软件计算时间差从而算出位置――――命令电视机发出一个击中点――――如果刚好在目标上，那么恭喜，你击中了！

基于以上分析我们可以得出结论：

1,光枪对电视没有任何损害，因为它只接受光而非发射光。

2,光枪不能用在逐行电视上，因为逐行电视的成像原理和隔行电视完全不同，它是从屏幕图像第一条扫描线一直连续扫描到最后一条，而非先扫奇数条再扫描偶数条。当然更不能应用在加了电视卡的显示器以及液晶显示设备上了。实际上现在SEGA和NAMCO都已研制出对应逐行设备的光线枪系统，但由于造价昂贵，目前还不太可能出现在家用机上。

3,其他注意问题。a.光枪不能用在14寸以下的电视机上；b.对于某些老式电视机可能需要调低亮度和避开日光灯以提高定位

精度；c.对于某些过扫描比例过大的电视机，边缘有可能射不到的情况是正常的，并非原装光枪的问题。

注：什么叫过扫描？一般来说电视机都会有5％左右的过扫描，以避免产生呼吸效应时（内部电压变化大时画面伸缩）露出难看的黑边和弯曲的边缘。在众多的CRT中，低档显示器的边缘几何变形要比高档显示器如SONY特丽珑要严重的多，这是因为控制几何变形需要精湛的制造技术，即使是SONY也不能做到100％垂直，这是CRT本身的缺点。电视机也一样，甚至要比显示器明显的多，某些厂商为了掩盖自身技术的缺陷和变形过大的观感，故意将过扫描做到10％的上限，使得显示面积和清晰度都有所下降，甚至有可能影响光枪的边缘定位。

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