Monitor als Zielscheibe: So funktionieren Lichtpistolen und Lichtgriffel

Um sich von der Tastatur zu befreien, kommunizieren manche Anwender lieber über exotische Eingabegeräte mit ihrem Computer. Für Spiele-Freaks bietet die Lichtpistole (Lightgun) die Gelegenheit, einmal nach Herzenslust auf den ST loszuballern. In der Industrie fällt vielen Arbeitskräften der Umgang mit dem Computer leichter, wenn sie ihn über Lichtgriffel (Lightpen) und Menüs bedienen.

Bevor wir in einer der nächsten Ausgaben eine Lightgun zum Nachbauen vorstellen, gehen wir zunächst einmal genauer auf deren Funktionsprinzip ein (Bild 2).

Lightguns, die in den verschiedensten Arten zu Spielzwecken erhältlich sind, und Lightpens für Büroanwendungen beruhen in ihrem Mechanismus auf einem ähnlichen Prinzip.

Eigentlich ist die Namensgebung dieser Geräte völlig falsch, da sie weder einen Laser noch sonstige Strahlen abfeuern. Die Funktion ist genau umgekehrt: Monochrome Computer-Monitore und auch handelsübliche Schwarzweiß-Fernseher bestehen hauptsächlich aus einer sogenannten Elektronenkanone, im Fachjargon als Kathode bezeichnet, und einer Leuchtschicht. Die Elektronenkanone schießt Elektronen auf die Leuchtschicht. Die Punkte, an denen sie die Leuchtschicht treffen, erkennen wir als Bildschirmpixel. Das Ganze geht in atemberaubender Geschwindigkeit vor sich: 50 (50 Hz) bzw. 60 (60 Hz) Mal in der Sekunde wandert der Elektronenstrahl zeilenweise von links nach rechts über den Bildschirm und erhellt somit alle Pixel. Bei Farbmonitoren und -fern-sehern ist alles sogar noch komplizierter. Denn da schießen drei Kathoden — je eine für den roten, grünen und blauen Farbanteil — Elektronen auf die Leuchtschicht. Erst di drei Strahlen zusammen ergeben das Farbpixel. Genaueres zum Aufbau von Monitoren finden Sie in unserer Januar-Ausgabe 1/90 ab Seite 49 (»Farbenpracht unter der Lupe«).

Wie der Computer den Schluß erkennt

Richten Sie den Lightgun bzw. Lightpen auf den Bildschirm, so registriert ein lichtempfindliches Element, z.R eine Fotodiode, an der Spitze jeden Durchlauf des Elektronenstrahls.

Genau zu dem Zeitpunkt, in dem das lichtempfindliche Element ein vom Elektronenstrahl erhelltes Bildschirmpixel erfaßt, informiert der Lightgun bzw. Lightpen den Computer. Dieser muß daraufhin sofort reagieren und die momentan dargestellte Videoadresse abrufen. Um die Genauigkeit der Lightguns/-pens zu steigern, ist es empfehlenswert, das Gerät vor der Inbetriebnahme zu fixieren. Das bedeutet, daß Sie den Anwender dazu auffordern, auf ein Ziel auf dem Bildschirm zu feuern, z. B. auf ein Sternensymbol. Da die Koordinaten des Ziels bekannt sind, hat das Programm nun einen Referenzpunkt für alle weiteren Schüsse.

Die Zuverlässigkeit bzw. Treffsicherheit einer Lightgun hängt verständlicherweise vom Abstand zum Bildschirm und der vorgeschaltenen Linse ab. Je besser die Qualität der Linse und je empfindlicher der Lichtsensor im Gerät ist, desto größer können Sie den Abstand zum Bildschirm und desto kleiner das aufzunehmende Objekt am Bildschirm wählen. Als Verbindung zwischen dem Computer und dem Lightgun/-Pen verwenden die Hersteller vorzugsweise die serielle RS232-SchnittstelIe. Sie eignet sich besonders gut, da nahezu alle Computertypen über diese Schnittstelle verfügen und somit eine Anpassung an den jeweiligen Computer entfällt.

Im Bild 1 sehen Sie eine gebräuchliche Lightgun in Form eines Wildwest-Revolvers, wie ihn das Spiel »West Phaser« der Softwarefirma Loriciel verwendet. Die an der Mündung angebrachte Linse hat die Aufgabe, den ankommenden Lichtimpuls gebündelt auf das lichtempfindliche auf der Platine zu richten. Diese Methode ist zwar nicht besonders zielsicher, reicht jedoch zum Spielen vollkommen aus. (ba)
Hans Hoffmann Martin Backsch


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