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2024年3月23日发(作者：)
电视游戏机光电枪原理_By roger
记得上中学的时候最爱玩小霸王游戏机，接电视的那种，以任天堂的红白机
最为著名。我的小霸王游戏机也是红白机，记得当时花了我200大元的私房钱。
俄罗斯方块、超级玛丽、翼人、魂斗罗、双截龙II代、下象棋、恶魔城、兵蜂、
赤色要塞、绿色兵团等等很多好玩的游戏，至今仍然留在我的记忆之中。其中有
一些游戏是要用光电枪玩的，比如打鸭子、西部牛仔等，一直感觉从光电枪中发
射电子子弹到屏幕上这个过程，是个无法理解的问题。因为我们的游戏机接的就
是普通电视，如果是光电枪发射电子束，但是电视机上是不可能有什么接受电子
束的装置的，因为我发现即便用我家最老的那个十四英寸黑白电视打这个游戏，
也没有一点问题。所以我想光电枪一定不是用来发射的，而是用来接收的。但是
怎样才能确定接收的信号是命中还是没命中的呢，这个问题一直困扰着我。
还是网络好，上百度搜，很快得到答案，原理不复杂，设计很巧妙，原来是
这样：
原文发表自《游戏机实用技术》
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PALNTSC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。
简单的来说，光枪的工作原理就是：
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！
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