專利名稱：模擬操作裝置與應(yīng)用于其上的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬操作裝置與應(yīng)用于其上的操作方法，尤其涉及一種 通過感測使用者持握該模擬操作裝置的主體所進(jìn)行的移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)情形，而能 調(diào)整所顯示的顯示畫面與運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果的裝置與方法。
背景技術(shù)：
電視游樂器(Video Game)或游戲機(jī)是一個(gè)為人們所熟悉的家庭電子娛樂 配備；在以往的年代，電視游樂器總被認(rèn)為是小孩子的玩具而已，但就目前 的家用電子市場的消費(fèi)趨勢來說，隨著電視游樂器針對(duì)游戲內(nèi)容的創(chuàng)意愈益 多元，以及設(shè)計(jì)成朝向適合各種年齡層來操作和使用，使得電視游樂器逐漸 成為了許多家庭中不可或缺的一項(xiàng)重要的電子娛樂產(chǎn)品。同時(shí)，隨著現(xiàn)代科 技的發(fā)展以及使用者或玩家對(duì)于游戲內(nèi)容的品質(zhì)與效果的不斷要求，使得無 論是在硬件技術(shù)或軟件方面上的開發(fā)與創(chuàng)意，都讓電視游樂器此一產(chǎn)業(yè)仍是 在不斷地發(fā)展與進(jìn)步當(dāng)中，而存在著不容忽視的開發(fā)潛力與生產(chǎn)商機(jī)。 一般 來說，家庭電視游樂器可搭配家中的電視機(jī)或相關(guān)的投影設(shè)備進(jìn)行使用，此 外也有一些小型或掌上型的游戲機(jī)則附設(shè)有屏幕，可提供使用者或玩家的個(gè) 人娛樂或攜行外出時(shí)使用。
由于目前技術(shù)對(duì)設(shè)置在電視游樂器中的處理器多半已具備有數(shù)據(jù)的高 速計(jì)算的處理能力，使得電視游樂器能將游戲內(nèi)容呈現(xiàn)出高度臨場感的模擬 效果以及極精細(xì)流暢的動(dòng)畫表現(xiàn)；詳細(xì)來說，為了提供使用者或玩家有更加 真實(shí)以及更富臨場感的操控體驗(yàn)，處理器的高速計(jì)算處理能力能同時(shí)處理大 量的數(shù)據(jù)和信息，而能在視覺的畫面上呈現(xiàn)出三維空間的模擬狀況，或者是 在聽覺的音效上呈現(xiàn)出立體環(huán)場的模擬狀況，使得所進(jìn)行的游戲內(nèi)容能讓使 用者或玩家得到更充分而逼真的感官感受。
而除了對(duì)視覺和聽覺的感官效果作加強(qiáng)之外，有的電視游樂器生產(chǎn)公司 還設(shè)計(jì)將游樂器所附帶的操控把手或搖桿裝置于其內(nèi)部設(shè)置有一振動(dòng)構(gòu)造，也就是利用小型的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所產(chǎn)生的振動(dòng)來帶動(dòng)該操控把手產(chǎn)生整體的振 動(dòng)或晃動(dòng)，使得在設(shè)計(jì)上便可根據(jù)游戲內(nèi)容的情節(jié)或場景而可通過加強(qiáng)使用 者所持握和操控該操控把手上的觸覺手感，而能更加改善在游戲操控過程中 的臨場感和娛樂性。
再者，目前的電視游樂器已不再僅是提供簡單的手部操控或搖桿操控的 游戲而已，還可根據(jù)不同的游戲內(nèi)容來采用特殊的操作界面或操控器具，因 而能讓電視游樂器或游戲本身還兼具有室內(nèi)運(yùn)動(dòng)或健身的功能，例如采用具 有多元性感測功能的踏墊、遙控器、感應(yīng)棒或把手等，舉例來說，感測的進(jìn) 行可在其器具中設(shè)置一陀螺儀或一加速度計(jì)，從而能感受使用者持握之后所 作的多向性擺動(dòng)或甩動(dòng)等運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，并借以進(jìn)行其游戲過程與相關(guān)操控。
而進(jìn)一步地除了娛樂、游戲和運(yùn)動(dòng)功能外，具有完備操作功能且能將其 情境狀況真實(shí)呈現(xiàn)的設(shè)備與程序，也可作為一種特殊訓(xùn)練用的模擬系統(tǒng)，例 如車輛駕駛或航空器駕控等的訓(xùn)練，便可通過特別的電子模擬系統(tǒng)來提供駕 駛員或飛行員進(jìn)行模擬訓(xùn)練，而通過極接近真實(shí)的臨場狀況的操作除可讓受 訓(xùn)者得到有效的訓(xùn)練外，模擬系統(tǒng)的操控訓(xùn)練也能有效節(jié)省成本與避免人員 或裝置可能的損失。
正因?yàn)榇艘浑娨曈螛菲鳟a(chǎn)業(yè)為一種極具有開發(fā)潛力與生產(chǎn)商機(jī)的產(chǎn)業(yè)， 因此，如何能在現(xiàn)有的電視游樂器、游戲機(jī)或是模擬系統(tǒng)等硬件裝置上以及 所對(duì)應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)上作進(jìn)一步的開發(fā)或改進(jìn)，從而能夠提供使用者在 操作過程當(dāng)中有更真實(shí)的臨場操控感與更大的娛樂性，并還能讓使用者或玩 家能更加簡便而容易地進(jìn)行學(xué)習(xí)與對(duì)特殊技術(shù)迸行模擬訓(xùn)練的操控，實(shí)為此 一產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的重要發(fā)展議題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，如何設(shè)計(jì)出能達(dá)成上述功能或可以滿足使用者對(duì)于游戲或模擬的 質(zhì)量與效果要求的一裝置或方法，便成為本發(fā)明發(fā)展的主要目的。
本發(fā)明的目的在于提供一種模擬操作裝置與應(yīng)用于其上的操作方法，使 得使用者能以更逼真的操作方式來操控游戲或模擬程序中的各項(xiàng)模擬操作 功能，進(jìn)而能改善操作過程中的臨場感與娛樂性。
本發(fā)明為一種模擬操作裝置，包含有 一主體，用以提供使用者持握；一顯示屏幕，設(shè)置于該主體上，用以顯示畫面； 一感測模塊，設(shè)置于該主體 中，用以感測使用者對(duì)該主體的移動(dòng)情形而發(fā)出一感測信號(hào)；以及一處理單 元，設(shè)置于該主體中并信號(hào)連接于該顯示屏幕和該感測模塊，用以接收該感 測信號(hào)，并能根據(jù)該感測信號(hào)而調(diào)整該顯示屏幕的顯示畫面與運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模 擬結(jié)果。
本發(fā)明另一方面為一種模擬操作裝置的操作方法，應(yīng)用于一模擬操作裝 置上，該模擬操作裝置包含有一主體和設(shè)置于該主體上的一顯示屏幕，而該 方法包含下列步驟使用者持握該主體；對(duì)該主體進(jìn)行移動(dòng)的操作，并對(duì)該 主體的移動(dòng)情形進(jìn)行感測而發(fā)出一感測信號(hào)；以及接收該感測信號(hào)，并根據(jù) 該感測信號(hào)而調(diào)整該顯示屏幕的顯示畫面與運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。
本發(fā)明所提出的模擬操作裝置與對(duì)應(yīng)的操作方法，能讓像小型的游戲機(jī) 或掌上型的游樂器產(chǎn)生出特殊的顯示效果與游戲過程，并能讓使用者或玩家 能以更逼真的操作方式來運(yùn)行所要執(zhí)行的游戲或模擬程序的各項(xiàng)模擬操作 功能，使得整體的操作與輸出顯示的效果能更加改善其所模擬內(nèi)容的真實(shí)感 與臨場操控感，而能帶給使用者或玩家更大的娛樂性；進(jìn)一步地還有助于使 用者或玩家能更加簡便而容易地對(duì)特殊技術(shù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練的學(xué)習(xí)與操控，使 得本發(fā)明在整體上能有效滿足使用者或玩家對(duì)于游戲或模擬程序的質(zhì)量與 效果的要求。
本發(fā)明通過下列附圖及說明能得到一更深入的了解 圖1為模擬操作裝置100的外觀示意圖。 圖2為模擬操作裝置100的功能方框示意圖。 圖3(a)至圖3(d)為主體IO在空間中的不同軸向的移動(dòng)示意圖。 圖4(a)至圖4(c)為根據(jù)偏轉(zhuǎn)操作的過程而在顯示屏幕11上進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整 的畫面顯示的示意圖。
圖5為優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
100模擬操作裝置 10主體
ll顯示屏幕 12觸控單元13處理單元 15力回饋模塊 Y第二坐標(biāo)軸
0xv、 0yz、 0xz角度
14感測模塊 X第一坐標(biāo)軸 Z第三坐標(biāo)軸 lla空白部分
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖l，為本發(fā)明所提出的一模擬操作裝置ioo的外觀示意圖，如
該圖所示，該模擬操作裝置100由一主體10所構(gòu)成，而一顯示屏幕ll和一 觸控單元12設(shè)置于該主體10上，其中該顯示屏幕11用以顯示畫面，而該 觸控單元12則能提供使用者進(jìn)行觸控操作以運(yùn)行相關(guān)的模擬結(jié)果。在本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施例中，使用者能直接持握該主體10而來操作該模擬操作裝置 100，且該模擬操作裝置100能運(yùn)行一模擬程序，可為執(zhí)行所外接的數(shù)據(jù)載 體或所內(nèi)建的數(shù)據(jù)程序，例如一游戲模擬、音像模擬或動(dòng)畫播放等程序，因 此模擬操作裝置100便為一種可攜式的游戲機(jī)或是掌上型的游樂器，使用者 能通過附設(shè)的該顯示屏幕11與該模擬程序，來進(jìn)行音像游戲或音像動(dòng)畫的 模擬操作。
而在優(yōu)選實(shí)施例中，該觸控單元12可為一按鍵或一切換開關(guān)，能根據(jù) 所設(shè)計(jì)的一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)功能而由使用者進(jìn)行觸動(dòng)后運(yùn)行，而該主體10除 了該觸控單元12之外，還可設(shè)計(jì)有其他的操作界面或操作按鍵來進(jìn)行對(duì)該 模擬操作裝置100的電源開啟與關(guān)閉、功能運(yùn)行或是游戲操控等目的，然而， 本發(fā)明的目的在于讓使用者能直接對(duì)該模擬操作裝置100的主體10作持握 之后，進(jìn)行多種方向上的移動(dòng)或動(dòng)作，從而能直接操控游戲的內(nèi)容或是該模 擬程序中的相關(guān)模擬操作功能的啟動(dòng)與運(yùn)行，進(jìn)而使得使用者能不需要經(jīng)由 對(duì)多種復(fù)雜的按鍵作觸控或點(diǎn)選，便能直覺而簡便地完成所需操作的功能。
請(qǐng)參閱圖2，為該模擬操作裝置100的功能方框示意圖，如該圖所示， 該模擬操作裝置100還包含了有一處理單元13和一感測模塊14，其中該處 理單元13可為一種微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器或是現(xiàn)場可編程門陣列(Fidd Programmable Gate Array,簡稱為FPGA)等單元所構(gòu)成，而能夠?qū)τ谠撃M 操作裝置100上由使用者所操作的游戲或模擬程序以及其他單元或多種模擬 操作功能進(jìn)行信號(hào)處理與運(yùn)算，并且該處理單元13和顯示屏幕11、觸控單元12、感測模塊14等完成信號(hào)連接。
承上所述，使用者直接持握該主體10后，對(duì)該主體10進(jìn)行移動(dòng)的操作 來操控游戲內(nèi)容或模擬程序的運(yùn)行，因此，該感測模塊14便為一種動(dòng)作檢 測器，可感測到在該主體10上所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的相關(guān)變化情形，并能將 其變化傳給該處理單元13來運(yùn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)定功能或游戲模式；是故，在優(yōu) 選實(shí)施例中，使用者可以雙手分別持握該主體10的兩端而在該主體10所位 于的三維空間中進(jìn)行各種方向上的運(yùn)動(dòng)，也就是我們?cè)O(shè)計(jì)該感測模塊14能 將該主體10在空間中的移動(dòng)情形經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算成三個(gè)參考坐標(biāo)軸上的分 量大小后，而能感測與推導(dǎo)出各坐標(biāo)軸上的運(yùn)動(dòng)或受力情形，并進(jìn)而依此來 決定所要運(yùn)行的模擬操作功能。
在優(yōu)選實(shí)施例中，我們?cè)O(shè)計(jì)該感測模塊14包含有一陀螺儀，而該陀螺 儀具有三軸的感測自由度來進(jìn)行相關(guān)的移動(dòng)感測；而除此設(shè)計(jì)方式之外，也 可以采用一陀螺儀與一加速度計(jì)的組合來完成感測，舉例來說，陀螺儀與加 速度計(jì)的組合可分別各自具有一單軸感測自由度與一雙軸感測自由度，如此 便能組合完成出對(duì)三個(gè)軸方向上的感測，或是可僅采用一個(gè)具有三軸感測自 由度的加速度計(jì)來進(jìn)行感測，或是采用三個(gè)具有單軸感測自由度且組合上不 互相平行的陀螺儀或加速度計(jì)來進(jìn)行感測。
請(qǐng)參閱圖3(a)至圖3(d)，為該主體10在空間中的不同軸向的移動(dòng)示意圖， 其中在圖3(a)中顯示出該主體10的初始狀態(tài)，即該主體10在一第一坐標(biāo)軸 X、一第二坐標(biāo)軸Y和一第三坐標(biāo)軸Z上都無移動(dòng)情形的呈現(xiàn);而在此圖3(a) 中，對(duì)所述坐標(biāo)軸X、 Y、 Z的定義和該主體10的各表面的法線方向上有對(duì) 應(yīng)的相互垂直的關(guān)系，如此便能清楚表示出該主體10的移動(dòng)變化情形，并 且所述坐標(biāo)軸X、 Y、 Z彼此相互垂直，而所述坐標(biāo)軸X、 Y、 Z所構(gòu)成出的 坐標(biāo)空間的定義，也同樣表示于圖3(b)至圖3(d)中。
如圖3(b)所示，為使用者對(duì)該主體10進(jìn)行一翻滾操作(Roll Motion)的示 意圖，即為以該第一坐標(biāo)軸X為軸心，將該主體IO進(jìn)行兩個(gè)不同方向的移 動(dòng)，而在此優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)不同方向表示為垂直于第一坐標(biāo)軸X的Y、 Z兩軸所構(gòu)成的YZ平面，以第一坐標(biāo)軸X為軸心朝此附圖紙面的順時(shí)鐘方
向或反時(shí)鐘方向作旋轉(zhuǎn)，而在此圖中顯示為以反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)出一角度eyz。
類似的，在圖3(c)中，則為使用者對(duì)該主體10進(jìn)行一俯仰操作(Pitch Motion)的示意圖，即為以該第二坐標(biāo)軸Y為軸心，將該主體10的XZ平面朝此附
圖紙面的反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)出一角度e^。而在圖3(d)中，則為使用者對(duì)該主體
10進(jìn)行一偏轉(zhuǎn)操作(YawMotion)的示意圖，即為以該第三坐標(biāo)軸Z為軸心， 將該主體10的XY平面朝此附圖紙面的順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)出一角度exy。
上述各平面以對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸為軸心作特定方向的旋轉(zhuǎn)加以說明，當(dāng)然也 可以各自另外再朝順時(shí)鐘或反時(shí)鐘方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，使得所能運(yùn)行的功能 或模式可產(chǎn)生出相反的效果，或是必須同時(shí)完成兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)后，才能啟 動(dòng)出對(duì)應(yīng)的功能或模式，而此部分會(huì)于后作詳細(xì)說明。另外，各平面以對(duì)應(yīng) 的坐標(biāo)軸為軸心所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)由于為軸心的該坐標(biāo)軸在空間上并沒有移動(dòng) 情形，因此可以由感測模塊14中的兩個(gè)軸的感測自由度對(duì)垂直于該軸心坐 標(biāo)軸的平面的移動(dòng)情形進(jìn)行感測即可，例如針對(duì)Y、 Z兩軸來感測角度eyz
的大小，或針對(duì)x、 z兩軸來感測角度e^的大小，或針對(duì)x、 Y兩軸來感測
角度0xy的大小。
承上所述，在優(yōu)選實(shí)施例中，該模擬操作裝置100與進(jìn)一步的該處理單 元13能針對(duì)使用者所操作的游戲或模擬程序設(shè)計(jì)內(nèi)容的不同，而能運(yùn)行多 種不同的模擬操作功能；舉例來說，使用者可使用該模擬操作裝置100來操 作一車輛駕駛游戲或進(jìn)行一車輛模擬駕駛訓(xùn)練，因此，所述模擬操作功能就 可包含有方向盤操作的左右轉(zhuǎn)、行駛加減速的踩油門與煞車、行駛檔位的變 換、或是進(jìn)一步的照明功能、雨刷功能、檢視模擬車輛的目前狀態(tài)等細(xì)部的 操作功能，而在優(yōu)選實(shí)施例中我們便設(shè)計(jì)主體10能采用上述三種移動(dòng)操作 方式來對(duì)應(yīng)三個(gè)主要的模擬駕駛操作功能，而感測模塊14便能根據(jù)所感測 到的移動(dòng)情形來發(fā)出一感測信號(hào)，而處理單元13在接收該感測信號(hào)并進(jìn)行 處理與判斷之后，便能就其移動(dòng)情形來切換運(yùn)行所對(duì)應(yīng)的模擬操作功能。
承上所述的駕駛模擬舉例說明，其中該偏轉(zhuǎn)操作便可將使用者所持握的 主體10模擬成為一方向盤，從而能在模擬駕駛的過程中運(yùn)行左右轉(zhuǎn)的操作 功能，而該俯仰操作則可代表為將車輛進(jìn)行加速或減速的操作功能，即將主 體10前俯便會(huì)運(yùn)行踩油門，而將主體10后仰便會(huì)運(yùn)行踩煞車。另外， 一次 完整的該翻滾操作，例如在圖3(b)中，先將主體10作順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)后再 作反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)，或是先作反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)后再作順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)，而此 一操作能代表對(duì)所模擬駕駛的車輛的行駛檔位進(jìn)行變換，從而能讓模擬車輛運(yùn)行低速、高速、或是倒車檔等狀態(tài)的模擬操作，而其細(xì)部的檔位與對(duì)應(yīng)的
移動(dòng)操作則可依模擬程序與處理單元13的設(shè)計(jì)而定。
承上所述的駕駛模擬舉例說明，對(duì)于該偏轉(zhuǎn)操作的過程，我們還可將該 主體IO在當(dāng)作方向盤進(jìn)行左右轉(zhuǎn)的操作時(shí)，來調(diào)整該顯示屏幕11所輸出的 畫面，以使模擬狀態(tài)能更加逼真且也利于使用者的觀看和操作；如圖4(a)至 圖4(c)，為根據(jù)該偏轉(zhuǎn)操作的過程而在該顯示屏幕11上進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整的畫面 顯示的示意圖，其中圖4(a)是顯示出無該偏轉(zhuǎn)操作或無模擬左右轉(zhuǎn)的示意圖， 而圖4(b)則是顯示出在偏轉(zhuǎn)操作下的模擬左轉(zhuǎn)的示意圖，而圖4(c)則是顯示 出在偏轉(zhuǎn)操作下的模擬右轉(zhuǎn)的示意圖。如其中的圖4(b)和圖4(c)所示，對(duì)該 顯示屏幕11的顯示畫面的調(diào)整，便是由該處理單元13根據(jù)該感測信號(hào)進(jìn)行 處理而得。
詳細(xì)來說，便是感測使用者以第三坐標(biāo)軸Z為軸心將該主體10的XY 平面朝此附圖紙面的反時(shí)鐘方向所旋轉(zhuǎn)出一角度0xy(圖4(b))，而由處理單元 13以同樣的該角度0xy將該顯示屏幕11所要輸出的顯示畫面在該偏轉(zhuǎn)操作的 反方向(即朝此附圖紙面的順時(shí)鐘方向)上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)后，再將調(diào)整完的顯示畫
面輸出顯示在顯示屏幕ll上；同樣的，以順時(shí)鐘方向所旋轉(zhuǎn)的一角度ej圖
4(c))，也由處理單元13以同樣的角度將顯示畫面于該偏轉(zhuǎn)操作的反方向(即 朝此附圖紙面的反時(shí)鐘方向)上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)后，再將調(diào)整完的顯示畫面作輸出顯 示。如此，便使得在該偏轉(zhuǎn)操作的過程當(dāng)中，所顯示出的模擬行駛畫面能對(duì) 應(yīng)使用者的左右轉(zhuǎn)操控動(dòng)作而能在使用者的視線前呈現(xiàn)出持續(xù)維持水平的 顯示效果。
上述的顯示畫面的調(diào)整與處理方式，能由處理單元13利用對(duì)該模擬操 作裝置100中的一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和一圖像存儲(chǔ)器(Fmme Buffer)(未顯示于 圖2中)的數(shù)據(jù)存取方式來完成，即通過改變其畫面內(nèi)容對(duì)于填入該圖像存儲(chǔ) 器的位置而來達(dá)到主體10于偏轉(zhuǎn)操作下畫面轉(zhuǎn)正的效果，或者也可以運(yùn)算 法進(jìn)行圖像處理，即用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的對(duì)映(mapping)方式將偏轉(zhuǎn)畫面轉(zhuǎn)正；另外， 原始顯示屏幕11所包含的數(shù)據(jù)像素?cái)?shù)目可設(shè)計(jì)成比該圖像存儲(chǔ)器的空間大， 使得畫面轉(zhuǎn)正后仍會(huì)有補(bǔ)充的圖像出現(xiàn)，或者是如圖4(b)和圖4(c)所示，可 在轉(zhuǎn)正后的圖像與無像素顯示的顯示屏幕11間，以全黑或全白的單一顏色 來顯示出根據(jù)畫面轉(zhuǎn)正后而未有數(shù)據(jù)內(nèi)容的顯示屏幕11的空白部分lla。該空白部分lla也可顯示出與主體10相同的顏色，以彰顯主體10及顯示屏幕 ll整體顏色的一致性，或者也可以顯示出各種燦爛顏色的搭配，而能改善使 用者的操作情緒及樂趣。
此外，在此一駕駛模擬的舉例說明中，針對(duì)該偏轉(zhuǎn)操作的過程作說明， 然而在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該處理單元13被設(shè)計(jì)成能模擬出視覺畫面 上的三維空間的狀況，并且使用者對(duì)該主體10的移動(dòng)操作可在環(huán)境中自由 動(dòng)作，因此對(duì)于顯示屏幕11的顯示畫面調(diào)整可設(shè)計(jì)成能同時(shí)根據(jù)該翻滾操 作、俯仰操作、偏轉(zhuǎn)操作等多種不同狀態(tài)，依不同軸的感測自由度作分量計(jì) 算后進(jìn)行對(duì)應(yīng)的調(diào)整，或是能針對(duì)游戲與模擬程序所設(shè)計(jì)的內(nèi)容(例如模擬飛 行駕控)來進(jìn)行對(duì)應(yīng)的畫面調(diào)整與顯示。
在優(yōu)選實(shí)施例中，除了視覺的效果以外，也可同時(shí)設(shè)計(jì)處理單元13能 針對(duì)游戲或模擬程序的內(nèi)容或使用者的操作過程，來產(chǎn)生出聽覺上對(duì)應(yīng)的聲 音效果，例如環(huán)場音效或多普勒效應(yīng)的音響變化。
另外，在觸覺上則還設(shè)置有如圖2所示的一力回饋模塊15，設(shè)置于該模 擬操作裝置100的主體10中并信號(hào)連接于該處理單元13，在優(yōu)選實(shí)施例中， 該力回饋模塊15包含有三個(gè)對(duì)應(yīng)所述坐標(biāo)軸X、 Y、 Z的軸向扭矩發(fā)生單元 與一個(gè)偏向扭矩發(fā)生單元，且所述扭矩發(fā)生單元由小型的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所構(gòu)成而 能產(chǎn)生扭矩并發(fā)生振動(dòng)的效果；而進(jìn)一步地，該偏向扭矩發(fā)生單元的設(shè)置不 平行也不垂直于上述三個(gè)軸向扭矩發(fā)生單元，而是能對(duì)上述三個(gè)坐標(biāo)軸產(chǎn)生 補(bǔ)償性的偏向扭矩及振動(dòng)；處理單元13能根據(jù)使用者的動(dòng)作所產(chǎn)生出的感 測信號(hào)，或者是反應(yīng)所進(jìn)行中的游戲或模擬程序的場景內(nèi)容，而讓所述扭矩 發(fā)生單元產(chǎn)生出特定軸向或偏向的振動(dòng)晃動(dòng)，或是產(chǎn)生出相抗衡的模擬作用 力，例如當(dāng)左右轉(zhuǎn)的情形發(fā)生時(shí)或針對(duì)模擬路面具有彎曲或傾斜時(shí)，對(duì)應(yīng)的 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)便會(huì)以變化轉(zhuǎn)速而導(dǎo)致一變化扭矩的方式產(chǎn)生出一行駛間的模擬 離心力及域模擬方向盤(即所述的主體10)所感受到的模擬路面接觸力。
再者，在此一駕駛模擬的舉例說明中，我們還可設(shè)計(jì)由使用者對(duì)該主體 10所進(jìn)行的移動(dòng)操作的過程中，同時(shí)搭配對(duì)該觸控單元12進(jìn)行觸控操作而 能運(yùn)行其他細(xì)部特征或更多的模擬操作功能，例如上述的照明功能、雨刷功 能、檢視模擬車輛的目前狀態(tài)等，而該觸控單元12可設(shè)置在該主體10的明 顯的位置上，以方便使用者在以雙手動(dòng)作該主體10時(shí)能同時(shí)方便地對(duì)該觸控單元12進(jìn)行觸控，或是設(shè)計(jì)該觸控單元12也能被單獨(dú)觸控，也就是能依 其觸控的時(shí)間長短或是觸控的時(shí)機(jī)來啟動(dòng)出對(duì)應(yīng)的功能，使得該處理單元13 能根據(jù)使用者的觸控操作情形而切換運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。
請(qǐng)參閱圖5,為上述優(yōu)選實(shí)施例的流程圖；首先，啟動(dòng)模擬操作裝置100， 并由模擬操作裝置100與相關(guān)的數(shù)據(jù)載體運(yùn)行一游戲或模擬程序，見步驟 Sl;其次，由使用者持握模擬操作裝置100的主體10，而開始于三維空間中 以移動(dòng)操作方式對(duì)該主體10與該游戲或模擬程序進(jìn)行操控，見步驟S2;接 著，由模擬操作裝置100的感測模塊14對(duì)主體10的移動(dòng)情形進(jìn)行感測而發(fā) 出一感測信號(hào)，見步驟S3;最后，由模擬操作裝置100的處理單元13接收 該感測信號(hào)，并根據(jù)感測信號(hào)而調(diào)整模擬操作裝置100的顯示屏幕11的顯 示畫面，以及根據(jù)感測信號(hào)或根據(jù)感測信號(hào)與使用者對(duì)模擬操作裝置100的 觸控單元12的觸控操作情形，而切換運(yùn)行該游戲或模擬程序的多個(gè)不同的 模擬操作功能，并根據(jù)感測信號(hào)與該游戲或模擬程序的內(nèi)容而使模擬操作裝 置100的力回饋模塊15中的多個(gè)不同的扭矩發(fā)生單元產(chǎn)生扭矩或振動(dòng)，見 步驟S4。
綜上所述，本發(fā)明所提出的模擬操作裝置100與對(duì)應(yīng)的操作方法，能讓 像小型的游戲機(jī)或掌上型的游樂器產(chǎn)生出特殊的顯示效果與游戲過程，并能 讓使用者或玩家能以更逼真的操作方式來運(yùn)行所要執(zhí)行的游戲或模擬程序 的各項(xiàng)模擬操作功能，使得整體的操作與輸出顯示的效果能更加改善其所模 擬內(nèi)容的真實(shí)感與臨場操控感，而能帶給使用者或玩家更大的娛樂性；進(jìn)一 步地還有助于使用者或玩家能更加簡便而容易地對(duì)特殊技術(shù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練 的學(xué)習(xí)與操控，使得本發(fā)明在整體上能有效滿足使用者或玩家對(duì)于游戲或模 擬程序的品質(zhì)與效果的要求。是故，本發(fā)明成功地達(dá)成了本發(fā)明發(fā)展的主要 目的。
所屬技術(shù)領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員，可在運(yùn)用與本發(fā)明相同目的的前提 下，使用本發(fā)明所揭示的概念和實(shí)施例變化來作為設(shè)計(jì)和改進(jìn)其他一些方法 的基礎(chǔ)。這些變化、替代和改進(jìn)不能背離權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的保護(hù)范 圍。是故，本發(fā)明可由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員做出各種修改，然而都不脫離 如所附權(quán)利要求所想要保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種模擬操作裝置，包含有一主體，用以提供使用者持握；一顯示屏幕，設(shè)置于該主體上，用以顯示畫面；一感測模塊，設(shè)置于該主體中，用以感測使用者對(duì)該主體的移動(dòng)情形而發(fā)出一感測信號(hào)；以及一處理單元，設(shè)置于該主體中并信號(hào)連接于該顯示屏幕和該感測模塊，用以接收該感測信號(hào)，并能根據(jù)該感測信號(hào)而調(diào)整該顯示屏幕的顯示畫面與運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的模擬操作裝置，其中使用者對(duì)該主體的移動(dòng)包含 有一翻滾操作，為以該主體的一第一坐標(biāo)軸為軸心，將該主體進(jìn)行一第一方 向或一第二方向的移動(dòng)，而該感測模塊用以感測該主體垂直于該第一坐標(biāo)軸 上的移動(dòng)情形。
3. 如權(quán)利要求1所述的模擬操作裝置，其中使用者對(duì)該主體的移動(dòng)包含 有一俯仰操作，為以該主體的一第二坐標(biāo)軸為軸心，將該主體進(jìn)行一第一方 向或一第二方向的移動(dòng)，而該感測模塊用以感測該主體垂直于該第二坐標(biāo)軸 上的移動(dòng)情形。
4. 如權(quán)利要求1所述的模擬操作裝置，其中使用者對(duì)該主體的移動(dòng)包含 有一偏轉(zhuǎn)操作，為以該主體的一第三坐標(biāo)軸為軸心，將該主體進(jìn)行一第一方 向或一第二方向的移動(dòng)，而該感測模塊用以感測該主體垂直于該第三坐標(biāo)軸 上的移動(dòng)情形。
5. 如權(quán)利要求4所述的模擬操作裝置，其中該處理單元根據(jù)該感測信號(hào) 而調(diào)整該顯示屏幕的顯示畫面，為根據(jù)使用者以該第三坐標(biāo)軸為軸心所進(jìn)行 該第一方向或該第二方向的該偏轉(zhuǎn)操作的偏轉(zhuǎn)角度，而將該顯示屏幕的顯示 畫面于反方向的該第二方向或該第一方向上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)后再加以輸出顯示。
6. 如權(quán)利要求1所述的模擬操作裝置，其中該模擬操作裝置能運(yùn)行至少 一模擬操作功能，且該處理單元能根據(jù)該感測信號(hào)而切換運(yùn)行所述模擬操作 功能。
7. 如權(quán)利要求1所述的模擬操作裝置，其中該模擬操作裝置還包含有一觸控單元，設(shè)置于該主體上并信號(hào)連接于該處理單元，用以提供使用者加以 觸控，而該處理單元能根據(jù)使用者對(duì)該觸控單元的觸控操作而運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模 擬結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求1所述的模擬操作裝置，其中該模擬操作裝置還包含有至 少一扭矩發(fā)生單元，設(shè)置于該主體中并信號(hào)連接于該處理單元，而該處理單 元能根據(jù)該感測信號(hào)而使所述扭矩發(fā)生單元產(chǎn)生扭矩或振動(dòng)。
9. 一種模擬操作裝置的操作方法，應(yīng)用于一模擬操作裝置上，該模擬操 作裝置包含有一主體和設(shè)置于該主體上的一顯示屏幕，而該方法包含下列步-使用者持握該主體；對(duì)該主體進(jìn)行移動(dòng)的操作，并對(duì)該主體的移動(dòng)情形進(jìn)行感測而發(fā)出一感 測信號(hào)；以及接收該感測信號(hào)，并根據(jù)該感測信號(hào)而調(diào)整該顯示屏幕的顯示畫面與運(yùn) 行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。
10. 如權(quán)利要求9所述的模擬操作裝置的操作方法，其中該模擬操作裝置 還包含有一觸控單元，而該方法還包含下列步驟使用者觸控該觸控單元；以及根據(jù)使用者對(duì)該觸控單元的觸控操作而運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。
11. 如權(quán)利要求10所述的模擬操作裝置的操作方法，其中該模擬操作裝 置能運(yùn)行至少一模擬操作功能，而該方法還包含下列步驟接收該感測信號(hào)， 并根據(jù)該感測信號(hào)與使用者對(duì)該觸控單元的觸控操作而切換運(yùn)行所述模擬 操作功能。
12. 如權(quán)利要求9所述的模擬操作裝置的操作方法，其中該模擬操作裝置 能運(yùn)行至少一模擬操作功能，而該方法還包含下列步驟接收該感測信號(hào)， 并根據(jù)該感測信號(hào)而切換運(yùn)行所述模擬操作功能。
13. 如權(quán)利要求9所述的模擬操作裝置的操作方法，其中對(duì)該主體進(jìn)行移 動(dòng)的操作包含下列步驟以該主體的一第一坐標(biāo)軸為軸心，將該主體進(jìn)行一翻滾操作； 以該主體的一第二坐標(biāo)軸為軸心，將該主體進(jìn)行一俯仰操作；以及 以該主體的一第三坐標(biāo)軸為軸心，將該主體進(jìn)行一偏轉(zhuǎn)操作。
14. 如權(quán)利要求13所述的模擬操作裝置的操作方法，其中調(diào)整該顯示屏 幕的顯示畫面包含下列步驟-以該第三坐標(biāo)軸為軸心將該主體以一偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行該偏轉(zhuǎn)操作；以及 以該偏轉(zhuǎn)角度將該顯示屏幕的顯示畫面于該偏轉(zhuǎn)操作的反方向上進(jìn)行 偏轉(zhuǎn)后再加以輸出顯示。
15. 如權(quán)利要求9所述的模擬操作裝置的操作方法，其中該模擬操作裝置還包含有至少一扭矩發(fā)生單元，而該方法還包含下列步驟根據(jù)該感測信號(hào) 而使所述扭矩發(fā)生單元產(chǎn)生扭矩或振動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明為一種模擬操作裝置與應(yīng)用于其上的操作方法，該模擬操作裝置包含有一主體，用以提供使用者持握；一顯示屏幕，設(shè)置于該主體上，用以顯示畫面；而該方法包含下列步驟使用者持握該主體；對(duì)該主體進(jìn)行移動(dòng)的操作，并對(duì)該主體的移動(dòng)情形進(jìn)行感測而發(fā)出一感測信號(hào)；以及接收該感測信號(hào)，并根據(jù)該感測信號(hào)而調(diào)整該顯示屏幕的顯示畫面與運(yùn)行對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。本發(fā)明在整體上能有效滿足使用者或玩家對(duì)于游戲或模擬程序的品質(zhì)與效果的要求。
文檔編號(hào)A63F13/00GK101314078SQ20081010831
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者俞文雄, 倪昌德, 羅瑞德, 黃鐙輝 申請(qǐng)人:晶翔微系統(tǒng)股份有限公司