专利名称：交互式游戏装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及交互式游戏系统，尤其涉及用户能够直接或间接控制故事叙述通路或情节结构的系统。
背景技术：
该系统的一个例子在授予Robert M.Best的美国专利4,305,131中被描述了，它包括一个活动图象系统，在该系统中，观众作为故事叙述中的一个角色来处理。在故事叙述的分支点上，屏幕上的角色向观众提出一个问题，为观众提供一个手持菜单屏幕，其上出现有二个或多个命令字。这些字在系统语言识别单元中的有限词汇中。故事叙述所取的分支取决于观众如何回答屏幕上角色的问题，即观众回答的那个命令字。在光盘上有许多故事叙述作为独立可寻址的视频帧，压缩的音频和/或卡通图块。
为了进一步增强用户体验自己作为故事叙述的一部分，Best建议把用户的名字记录插入到伴随着故事叙述的对话中，这样在故事叙述中的演员用用户自己的名字向用户讲话。尽管这些非常“人格化”的特点，Best的系统对叙述的每个分支点仍然有些限制，对用户的输入请求遵循同样的一般形式。
发明概述本发明的一个目的是提供一种交互式的游戏，这种游戏根据用户的输入按故事叙述的过程自己进行修改，诸如为或对用户提供一种“奖赏(reward)”。
根据本发明提供的交互式游戏装置可操作输出，包括通过一个分支结构的故事叙述的用户作用通路的图象帧序列，该装置包括图象帧数据源，供故事叙述的所有分支结构通路；分支存储装置，用于存储定义故事叙述分支结构数据；用户可操作的输入装置；分支选择装置，它连到分支存储器，并可操作确定何时故事叙述到达分支点，及根据用户的输入从图象帧数据源调用二个或更多个图象帧序列中的一个；及用于选择图象帧序列的输出装置；其特征在于还包括用户存储器，而且分支选择装置安排其上记录指定的二个或多个过去用户输入的数据，并根据所存储的过去输入数据，通过分支通路去拒绝或允许访问至少一个通路。
用户允许或拒绝存取的通路内容，例如，可以包括在情景中故事叙述的一个或多个角色访问熟悉的用户。换句话说，如果允许对需要用户前面已经遇到过角色的故事叙述的情景访问，而用户在前面没有“遇到”(交互过)角色，故事叙述会出现脱节。
用户输入的类型可分成二类或多类，对每个交互例子，分支选择装置可以操作确定用户输入进入的类，并对每一类，在用户存储器中的用户输入数据保持独立存储。这将允许如对故事叙述中的不同角色，独立保持用户交互历史。
用户存储器适宜用非易失性器件，如智能卡，这样，这里的交互式故事叙述是一段情节情景(如一个肥皂剧)，不同角色的用户交互历史可以从一段情节到另一段情节地被保持。所存储的用户交互的历史可适合用累加值的形式，尽管，最好存储器保存有关每个具体的交互的标识符，以便可周期性的删除最老的存储数据，只有有限数目被记录的过去交互。分支选择装置可适当使用累加选择值，根据它的相对于分支点所给的门槛值，作为允许/禁止存取分支点通路的基础。
另外，根据本发明提供了对交互式游戏装置控制的方法，如所附的权利要求书中所定义的在此供参照。
本发明的其它的特点和优点，通过阅读下面仅作为示例以及结合附图的本发明的优选实施例，将变得更清楚。其中图1到4显示了实施本发明提供给用户接口装置的素材源的不同组合；图5更详细的显示了图3的用户接口装置原理图；图6到7显示了分支故事叙述结构的不同安排；图8原理性的说明了图5的用户存储器的工作；及图9显示了图7的故事叙述结构段，包括同历史有关的分支点。
发明详述在下面的例子中，我们主要集中在伴随故事叙述的图象帧是视频帧的情况，尽管如同将了解的(和将说明的)，本发明同样可应用于动画图象帧序列，和由视频频和动画组成的复合帧。
图1到4表示一些可提供给用户的交互式故事叙述的不同方法。在每种情况中，用户在监视器屏10上，如在一台合适的电视机上，观察所接收的故事叙述，并提供输入设备(UID)12用于输入命令，根据特定的应用要求的响应或其它数据。此外，提供给用户一个顶置盒(a set top box)(STB)14形式的接口装置，联到它上面的有一个或多个故事叙述源，对其输入用户命令，从其电视接收信号供显示。用户输入设备12根据应用要求具有例如，三个选择按键及上/下/左/右(Up/Down/Left/Right)移动控制或游戏棒等简单控制，可以用硬接线联到STB，如图1所示，或用熟知的图2的方式用红外(IR)链路联结。
在图1的实施例中，故事叙述影象和结构同辅助信息全部由本地数据源16如密致盘播放器，或CD-ROM提供。在图2的实施例中，故事叙述影象和结构同其它信息全部经过数据网络20由远程信息源18提供，用户命令经过网络返回通路22送给远程源，在图3的实施例中，故事叙述影象和其它信息，在作为多路传输通道的单线24上由远程信息源26提供，如有线电视网络服务器，以及用如本地数据源16结构的信息来补充。为了避免在用户端需要海量存储器，一根返回线28供给用户端对从远程存储器送出的信息进行至少部分的控制。在图4的实施例中，故事叙述在网络32上从服务器30经视频点播系统(VOD)提供，对其访问可要求用户输入标识码或插入一智能卡或类似物，进入一个适当的卡片阅读器，以便解密被加密的信号。如同将要说明的，这些功能可以在STB中提供，而不是提供用于解密和卡片阅读的一些单个单元。
图5显示了在设置成图3的配置时STB 14的内部结构。就是说，用经网络24从远程信号源26及从本地信号源16输入。从网络24进入的信号包含一些独立的服务分量(音频，视频和数据流)多路传输在一起。在本例中，信号包括二个数据流D1和D2，其功能将在下面解释，一起的还有二个音频流A1和A2(如一个立体声音频信号的左右声道)和二个视频帧流V1和V2。多路传输信号被多路分离器34接收，多路分离器在处理器36的控制下把信号分成独立的部分。从STB输出以前，音频和视频可以通过解密器38和解码器40传送，视频信号可经42处理以提供视频效果，如画中画(PIP)，而音频信号可以经43音频处理，下面将给予说明。
第一数据流D1输入给处理器36，及其包含的程序信息指出处理器如何操作音频和视频流和对具体的交互式故事叙述特性特有的其它信息。程序信息经处理器在程序存储器44中保存。对故事叙述的分支结构说明可经D1卸载(经接口45响应网络返回通路28上处理器调用)或经接口46，用处理器根据需要发送的寻道和播放命令从本地存储器16读出。分支结构被存储在结构存储器48中，其它存储器可以根据游戏形式的要求存储所提供的应用细节50和角色细节52。而在图中所示的作为独立的存储器，将容易理解程序存储器44及结构应用，和角色存储器48，50，52可以作为单个存储器的各个区域提供，只要该较大的存储器更详细的寻址和存取时间不致不适当地影响性能。
在STB 14加电时，引导装入程序54初始化处理器，并指示它从适当的信号源请求分支结构和程序信息。另外，更简单地，引导装入程序54只起动程序信息的调用，而该程序信息的第一个指令为处理器36，取出分支结构并把它存储到程序存储器44中。
某些故事叙述的应用可能需要有关当前的日期和时间的信息，为了避免需要为STB保持正确的、非易失性的时钟信号源，提供时间/日期存储器56，用所示的数据分量流D2从远程源以规定的间隔更新定时信息。图1的实施例，没有远程源，若含有自己的时钟，日期/时间信息可以从本地源得到。
来自用户输入设备(UID)12的信号，在UID接口57处由STB接收，并从那儿通到处理器36。如果如图2所示，UID 12经红外链路连到STB，接口56将包含一个合适的红外接收器。
对某些故事叙述形式的游戏可以是分散的或分段的，段(session)之间关闭设备。每当设备打开时为了避免强使用户偶尔再起动设备，提供一个非易失性用户存储器，其中存储例如用户当前在故事叙述中的位置，用户优选的设定等特性。用户存储器可适于保存在可拆卸的存储器件如智能卡58上，用具有合适的卡阅读器60的STB存取经用户存取控制62形成的容纳用户存储器的卡区域。另外，用户存储器存取控制62可以是纯粹在处理器36中执行的软件程序。
某些情况下，交互式游戏可以根据按加密形式发送的音频和视频信号，以“每玩一次付费(pay-per-play)”方式由远程服务器提供，以及需要特定的钥码使得能对他们解密。在这种情况下，提供非易失性用户存储器的智能卡58还可以起一部分解密系统的作用。在这种情况下，智能卡58上应载有一系列的码，解密器38要求码中的一个或多个以解密音频和视频信号。数据流D1包括一个或多个码的标识符，这标识符应传送到条件存取子系统(CASS)64，CASS 64依次用标识符去寻址智能卡上存储的码(通过卡阅读器60)，以从智能卡得到必要的一个码或多个码后，CASS 64把得到的码送到解密器38。
视频和/或音频信号以压缩的形式传送时，例如按照MPEG标准的离散余弦变换编码的视频，可提供解码器40。对已经装备有显示器(电视)并设定为该解码标准时，可以提供一可转换的旁路到解码器(未显示)。
视频效果单元42在处理器36的控制下工作，以提供这些被显示图象的细节，这些被显示图象是在应用程序和/或用户输入的指导下本地形成的，而不是出现在由远程或本地源提供的视频数据中。这些特点包括菜单条，用户可移动光标，系统信息等。正如上面所说，可能的视频效果之一是画中画(PIP)，屏幕上图象可用来为用户提供有关故事叙述的辅助或将来的历史信息。在一种可能的安排中，视频数据流V1和V2可以同步显示一个特定的正被播出的故事叙述的场景，每个是通过在场景中不同角色的“眼睛”所呈现的。
在故事叙述是由动画(不是视频)图象组成的情况下，效果单元42可用远程源提供源和指令数据控制图象的表现。虽然这对STB的处理能力需要明显增加，但用户交互能除了控制故事叙述分支点的选择外，还能包括图象自身的修改。如上面所述，效果单元也可处理复合图象的编辑与混合，例如将远程提供的视频移动目标(sprite)作用在本地产生的背景图象上。
音频效果单元43可用于处理接收的音频信号A1，A2，以便产生如回声效果。不需提供和/或存储多种形式的音频段。利用在过程开始或初始化时，基本波形数据，调用命令等等被卸载到应用存储器50，音频级也可以用来为本地产生某些声音效果，适合这些请求时立即响应用户输入。
图5的STB支持不同结构的故事叙述，可根据故事叙述的具体形式的需要，使用它提供的各种设施。图6显示了一个以公共序幕部分70开始的分支故事叙述的结构，用来设定故事叙述的场景，向观众介绍角色等等。在A到G的分支点上需要进行判断，关系到故事叙述取哪个通路，从而用户领航通过可行的故事叙述网到达四个可能的端点W到Z之一。为了避免可能的端点“爆炸”，此时对比较短的故事叙述需要大量视频数据。某些通路相结合(在结点H，J和K)，这样故事叙述的某些部分(如H到K)可能出现在故事叙述中，而不管例如在结点A所选择的是哪个通路。为了保持用户“沉浸”在叙述的故事情节中，在分支点和结合点没有可察觉的视频流断点这是重要的。视频序列无缝连接的详细技术，描述在例如我们的共同未决的英国专利申请9424429，9424436和9424437中(我们的参考号PHB33952，PHB33950和PHB33951)。对这些无缝连接的原理要求是系统要有足够的时间去提取所选择的下一个视频段，并将其开始同步到当前序列的结尾。为实现这一点，提供了例如图6中72所示的在当前视频序列的结尾之前有限的时期，在这期间用户可以通过UID 12交互(图1)。相对于故事叙述的交互式期间72的位置是该结构的一个特征，并保持在STB(图5)的结构存储器48中。
交互式期间的存在可以对观众以许多不同的方法指示。例如在屏幕上可以显示可选择的菜单，该菜单最好经STB的视频效果单元42提供，一旦用户选择了一项目，菜单可从屏幕上消失以使打扰最少。菜单的位置要避免中断屏幕上的故事叙述，并且例如以画中画或上拉式菜单提供，使用户能在交互期间中访问。
每个故事叙述分支点最好提供一个缺省设定，这样如果在交互期间72无用户输入，那么故事叙述将按缺省通路继续，不会因缺乏指令而停止。
伴随着图6的视频序列的音频没有受它自己视频的束缚，而是作为故事叙述的结构特征被调用。这样使得音频部分(例如像戏剧性的或背景音乐)在故事叙述过程中再被使用，例如需要提供的是一个音频而不是影象或附加在影象上的音频，提示用户可以发生或请求交互。如上所说的某些音频可以本地产生。
在图7中显示了分支结构的另一种形式。像前面那样，故事叙述以在第一分支结点L之前的公共序幕部分70起动，代替一分叉的分支输出，分支结点L提供对故事叙述回路74的访问，在它的结尾返回到结点L，接着故事叙述沿着通路76继续到另一个分支结点M。故事叙述回路74可用来使观众访问故事叙述的背景信息或辅助信息。为结点L设定的缺省值按故事叙述部分76继续。在结点M，还提供另一个故事叙述回路，回路中还有被二个可能的回路故事叙述通路78和80连结的一个分支结点N和再结合的结点P。可以提供多个回路嵌套及回路中的回路。如所示，故事叙述回路结构可用跟着故事叙述部分82的分叉分支结点Q，还有在三个可能的结局X，Y或Z之一的故事叙述结尾之前的分支结点R和S的分叉分支结构结合组成。
为了对过去的交互“奖赏”用户，在某些故事叙述分支点的通路选择根据用户前面的交互形成。图8原理性的显示了用户存储器(智能卡52上，图5)是如何安排提供历史信息的。所提供的一些滑动标尺80到83，每个具有可指向当前值的指针P及中心缺省值D。在系统初始化时，用第一次玩时，每个这样的标尺给予一个起始值及赋予相应的角色或故事叙述的特点。随着用户参于涉及的那个角色的交互，从缺省值D的初始设定(或可能一个用户选择的起点)，指针将在标尺上上下移动，图7的部分故事叙述结构在图9中被放大了。作为一个例子，在分支点R以前，在故事叙述的每个分支中出现的有关角色的用户“值”如下通路 值70 +174 -476 +278 -280 +282 -190 0在分支结点R上的决定可这样设定，如果用户的累计总和(指针位置)大于或等于+4，那么允许存取通路A，如果累计的总和小于或等于-4，那么允许存取通路C，如果累计的总和在+3和-3之间，将自动选择缺省通路B。
除了改变所存储的用户值的故事叙述序列角色值外，分支结点自己亦可对存储的值起作用，例如增加，减少或重新设定到缺省值。另外，缺省值自己是可变动的，例如在缺省值一侧的一贯或极端的指针定位，引起缺省值逐渐移向那侧，如图8中标尺83所示。
可以不是根据用户累加的总和全自动选择，这特性也可用有选择地锁定或不锁定某些故事叙述通路来代替。而只有当他们在早前游戏中已累加足够的用户值时，在分支结点Q上的决定才对用户有效。“未锁”分支可包含角色以通常的方式访问用户情景，或者根据角色显示个人情景。在没有足够用户值已被累加的情况下，系统可用显示的和/或音频信息(由视频和/或音频效果单元42，43产生)如“通路关闭”对用户对封锁的支路的选择进行作用，通知用户需要在游戏的下一次玩中取不同的路径，另一方面，从一个结点只有一个未锁定的通路是有效时，用户交互的可视图和/或音频提示可适当的被禁止，而未锁定的通路自动的按缺省值选择，以便在后面的玩中给用户一个出人意外的交互机会。
在游戏是分段时，要提供用户一个机会，在每段结束时保存用户存储器的设定或清除他们。用存储的存储器的设定，对于交互的用户奖赏可以从一段带到下一个段。
从本发明公开的材料看，对熟悉本领域技术的人来说，其它的修改和变化都将是明显的。这些修改和变化也许还包括其它特点，这些特点对熟悉本领域的人来说是熟知的。这些特点可用于替代或者用于补充这里已经说明的特点。例如，关于STB 14说明的某些特点(图1到5)就可以在电视机或显示器中的个人计算机或其它装置中提供。参照在下面的权利要求书中的装置对所有的安排将会很容易理解，在那里讲述的各种特点一起按所述的方式操作，不管是否这些特点以单个单元提供或分配给很多互相连接的单元。
尽管本申请的权利要求书已经系统讲述了这些特性的具体的结合，应当很容易理解，本发明申请的公开范围还包括在这里明显或隐含的公开的新颖的特点或这些特点的组合，不管是否涉及在任一权利要求中所要求的同样的发明，不管是否如目前要求的发明那样，减轻任何或全部同样的技术问题。申请人特此给予通知，在审查本发明申请或由此引起的任何进一步申请期间，可对这些特点和/或这些特点的结合提出新的权利要求。
权利要求
1.一种交互式游戏装置，可操作输出图象帧序列，这些图象帧序列包括一个通过分支结构的故事叙述的用户作用通路，该装置包括图象帧数据源，用于故事叙述的所有分支结构通路；分支存储装置，用于存储定义的故事叙述分支结构数据；用户可操作的输入装置；分支选择装置，它连到分支存储器，并可在故事叙述到达分支点时，操作确定及根据用户的输入从图象帧源调用二个或更多个图象帧序列中的一个；及用于选择图象帧序列的输出装置；其特征在于该装置还包括用户存储器和该分支选择装置是安排成在其上记录指定二个或多个过去用户输入的数据，并根据所存储的过去输入的数据拒绝或允许存取分支通路中至少一个通路。
2.根据权利要求1的装置，其中的用户输入分成二类或多类，对每个交互，分支选择装置可以操作确定用户输入进入的类，并对每一类，在用户存储器中保持用户输入数据的独立存储。
3.根据权利要求1的装置，其中指定有限数目的过去用户输入的数据存储在用户存储器中，当达到这有限数目时，安排分支选择装置去删除最老的存储数据。
4.根据权利要求1到3中任何一项的装置，其中用户存储器是非易失性存储器件。
5.根据权利要求4的装置，其中用户存储器是装在一个可移动的卡上，该装置还包括从卡上接收，读取及对卡写数据的装置。
6.根据权利要求1的装置，其中每个用户输入被赋予一个数值，而分支选择装置根据过去用户的输入值来形成和保持一个选择值，且分支选择装置对分支点根据相对于门槛值的当前选择值允许或拒绝存储所说的至少一个通路。
全文摘要
提供了一种方法和装置，能使用户同分支结构的故事叙述游戏(90)交互。在交互中，分支通路选择(A，B，C)至少部分根据用户的输入形成。提供给用户的非易失性存储器，如一个智能卡，其中的存储器中存有说明过去用户交互的记录数据。这些数据由装置周期性地检查和更新。在故事叙述的一个或多个分支点(92)，根据所存储的用户历史允许或拒绝访问一个或多个分支通路(A，B，C)。
文档编号H04N5/44GK1503182SQ0310217
公开日2004年6月9日 申请日期1996年8月26日 优先权日1995年8月31日
发明者M·A·舒尔斯, R·S·科尔, P·J·潘金, R·弗雷塔格, M A 舒尔斯, 姿, 潘金, 科尔 申请人:皇家菲利浦电子有限公司