УСТРОЙСТВО РАЗВИВАЮЩЕЙ АУДИОИГРЫ (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к разряду игр и может быть использована в обучающих и игровых целях.
Известны развивающие методики, в которых используются игровые элементы. Широко известны кубики Зайцева [с информацией можно ознакомится в сети Интернет по адресу www.metodikinz.ru]. Кубики выполнены из картона. На их поверхностях нарисованы буквы, склады, знаки препинания. Кубики отличаются по цвету («золотые», «железные», «деревянные»), размеру и весу. Применяются различные наполнители (например, железки или деревяшки), соответственно, кубики по-разному звучат при встряхивании. Все эти особенности позволяют при обучении использовать ассоциативное мышление, что способствует в игровой форме ускорению обучения чтению. В комплект входят также диски с аудиозаписями, применение которых в процессе обучения, также воздействует на развитие памяти и способствует ускорению усвоения материала. Основным недостатком данной обучающей игры является ее узкая направленность - обучение чтению. Кроме того, обязательно требуется участие взрослого, т.к. он должен произносить звуки и читать слова.
В качестве прототипа выбрано устройство для обучения игре в шахматы «Музыкальные шахматы Цатуряна» [Патент на изобретения №2072222, опубл. 20.01.1997 г.]. Устройство имеет в своем составе игровое поле - шахматную доску и игровые идентифицируемые элементы - шахматы. Каждый игровой элемент снабжен средством хранения и передачи кода. Устройство содержит также систему идентификации игровых объектов, их цвета и символа фигур - систему сканирования игрового поля с блоком управления сканированием, поскольку элементы матрицы являются пассивными. В состав устройства также входит блок контроля правильности последовательности ходов, система управления с блоками памяти, датчик цвета, выполненный оптическим. Устройство снабжено также системой синтеза звукового сигнала (музыкальным синтезатором) и системой звуковоспроизведения. Система контроля выполнена в виде подключенных к блоку памяти блока формирования тональности звучания, блока формирования темпа, шифратором звучания. В процессе обучения игре в шахматы осуществляется
сравнение между собой шахматных партий, представление каждой партии в виде соответствующей последовательности музыкальных звуков, что позволяет выявлять отличия, характерные как для всей сыгранной партии в целом, так и для отдельных ее фрагментов. Основным недостатком прототипа, как и других известных обучающих игр, является узкая направленность, в данном случае, обучение игре в шахматы.
В основу полезной модели поставлена задача расширения функциональных возможностей, а именно создание обучающей и развивающей игры, которая в зависимости от применяемых правил, заложенных в программу, и используемых игровых элементов позволяла бы развивать различные навыки у пользователей различных возрастных категорий.
Поставленная задача решается двумя вариантами полезной модели.
В первом варианте задача решается тем, что устройство развивающей аудиоигры имеет в своем составе игровые идентифицируемые элементы, каждый из которых снабжен средством хранения и передачи, по меньшей мере, одного идентификационного кода. Устройство имеет также игровое поле, включающее матрицу пассивных элементов, считывающих идентификационные коды игровых элементов, систему идентификации игровых элементов, представляющую собой систему сканирования матрицы, систему управления с вычислительным блоком и блоками памяти, систему формирования звукового сигнала и систему звуковоспроизведения. От прототипа устройство отличается тем, что система формирования звукового сигнала выполнена с обеспечением возможности хранения записей звуковых сигналов, на поверхности игровых идентифицируемых элементов нанесена визуально или тактильно воспринимаемая информация.
Во втором варианте устройство развивающей аудиоигры имеет в своем составе игровые идентифицируемые элементы, каждый из которых снабжен средством хранения и передачи, по меньшей мере, одного идентификационного кода. Устройство имеет также игровое поле, включающее матрицу элементов, считывающих идентификационные коды игровых элементов, систему идентификации игровых элементов, систему управления с вычислительным блоком и блоками памяти, систему формирования звукового сигнала и систему звуковоспроизведения. От прототипа устройство отличается тем, что элементы
матрицы выполнены активными, способными сообщать системе идентификации код игрового идентифицируемого элемента, находящегося в зоне элемента матрицы. Система идентификации игровых элементов снабжена средством приема кода игрового элемента, система формирования звукового сигнала выполнена с обеспечением возможности хранения записей звуковых сигналов, на поверхности игровых элементов нанесена визуально или тактильно воспринимаемая информация.
В обоих вариантах игровые идентифицируемые элементы выполнены в виде многогранников или тел вращения или плоских геометрических фигур. Визуально воспринимаемая информация может представлять собой символы, и/или буквы, и/или цифры и/или математические знаки и/или графические элементы. Идентифицируемые игровые элементы могут отличаться по цвету и/или по форме. Устройство может дополнительно содержать средство для приема внешних носителей информации.
Более подробно сущность полезной модели поясняется Фигурой, на которой представлена блок-схема заявляемого устройства, и приведенные ниже примеры реализации.
Устройство содержит:
- игровые идентифицируемые элементы 1, каждый из которых снабжен средством хранения и передачи идентификационных кодов,
- игровое поле 2 с матрицей (двумерным массивом однотипных элементов), состоящей из пассивных или активных элементов, считывающих коды идентифицируемых объектов,
- систему 3 идентификации игровых элементов 1, позволяющую определять состояния элементов матрицы игрового поля 2,
- систему 4 управления, включающую блоки 5 оперативной памяти (ОЗУ), блоки 6 постоянной памяти (ПЗУ) и вычислительное устройство 7,
- систему 8 формирования звукового сигнала, содержащую блок (блоки) памяти (на Фигуре не показано), в котором (которых) хранятся записи звуковых сигналов, необходимых для реализации игры,
- систему 9 звуковоспроизведения, предназначенную для осуществления звуковоспроизведения цифрового звукового сигнала;
В схему может входить средство 10 приема внешних носителей информации (например, устройство считывания FLASH-карт, устройство считывания компакт дисков, носителей данных с USB-интерфейсом) позволяющее «подгружать» различные правила игр.
Устройство строится по схеме «звезда», центром которой является система 4 управления. К системе 4 управления подключаются: система 3 идентификации игровых элементов и система 8 формирования звукового сигнала. Необязательное средство 10 приема внешних носителей информации также подключается к системе 1 управления. Матрица игрового поля 2 подключается к системе 3 идентификации игровых элементов, а система звуковоспроизведения 9 - к системе 8 формирования звукового сигнала.
Система 4 управления загружает и выполняет программу, реализующую правила игры. Программа может загружаться как из имеющихся блоков постоянной памяти, так и со средства 10 приема внешних носителей информации.
В соответствии с правилами игры система 4 управления отслеживает изменения состояний матицы игрового поля 2, происходящие при размещении на игровом поле игровых идентифицируемых элементов 1. При использовании матрицы пассивных элементов изменения состояния определяются в результате их периодического опроса. При использовании матрицы активных элементов, система идентификации посылает системе управления сигналы, говорящие об изменении состояния того или иного элемента матрицы.
Если система 4 управления определяет, что в соответствии с логикой игры должен быть воспроизведен какой-то звук, она выдает системе 8 формирования звукового сигнала команду на подготовку и воспроизведение соответствующего звука. Система 8 формирования звукового сигнала извлекает из памяти запрошенный звуковой сигнал, производит необходимую обработку (например, распаковку) и передает его системе 9 звуковоспроизведения.
Система звуковоспроизведения выполняет цифроаналоговое преобразование поступившего сигнала, фильтрацию, усиление и преобразование в звуковой сигнал с помощью динамика (звуковоспроизводящего устройства).
Для повышения удобства использования устройства, зоны матриц игрового поля могут быть отделены друг от друга перегородками, образующими выпуклую сетку, т.е. на поверхности игрового поля могут быть выполнены ячейки для размещения игровых элементов.
В зависимости от правил игры могут использоваться игровые элементы различной формы, предпочтительно кубики. При использовании кубиков средство хранения и передачи идентификационного кода хранит и передает до 6-и кодов, по числу граней, на которые нанесена визуально или тактильно воспринимаемая информация. При этом считывается код грани, находящейся сверху.
Могут использоваться элементы различных других геометрических форм: бочонки; усеченные пирамидки, имеющие две рабочих поверхности, и передающие два кода; тетраэдры - 4 грани, 4 кода; октаэдры - восемь граней и восемь кодов; и даже додекаэдры, имеющие 12 граней.
Также могут использоваться пластинки различной формы, которые, в зависимости от вида элементов матрицы игрового поля, снабжены одним или двумя идентификационными кодами. Так, при использовании пассивных элементов матрицы, пластинки могут быть снабжены одним или двумя кодами, в зависимости от того, сколько поверхностей является игровыми. При использовании активных элементов матрицы пластинки снабжаются только одним игровым кодом. Кроме того, в игре могут использоваться игровые элементы, воздействующие одновременно на два и более элементов матрицы игрового поля. Так при игре в склады используются параллелепипеды, составленные из двух кубиков, и воздействующие одновременно на два элемента матрицы.
Пример 1. «Базовая» игра
Используются игровые элементы в виде кубиков с буквами, изображения которых нанесены на грани.
Рассмотрим вариант работы устройства, когда используется матрица пассивных элементов, а игра записана на внешнем носителе.
При включении питания, управление передается базовой программе, находящейся в ПЗУ системы управления. Система управления проверяет наличие внешнего носителя в средстве приема внешних носителей. Считывает программу
игры с внешнего носителя в блок оперативной памяти и передает ей управление. Далее система управления считывает с внешнего носителя словарь, и размещает его в блоках оперативной памяти системы управления, затем система управления считывает с внешнего носителя записи звуковых сигналов и размещает их в оперативной памяти системы формирования звукового сигнала. Далее выполняется основной цикл игры.
Система управления, через определенные промежутки времени (например, два раза в секунду), опрашивает состояние элементов матрицы игрового поля, для чего подаются необходимые команды системе идентификации игровых элементов. Если изменения в состояния матрицы игрового поля не обнаружены, то, после задержки, сканирование повторяется. Если изменения произошли, то система управления переходит к анализу изменений игровой ситуации.
Система управления проверяет, соответствует ли образовавшаяся последовательность идентификаторов (кодов) игровых элементов слову, имеющемуся в словаре игры. Если соответствия не найдено, система управления, после задержки, возвращается к процедуре сканирования матрицы игрового поля. Если соответствие установлено, то по записи словаря определяется ссылка на звуковой сигнал, который должен быть озвучен, и системе формирования звукового сигнала выдается команда на формирование соответствующего звукового сигнала. Далее, система управления ожидает завершения воспроизведения звукового сигнала, после чего возвращается к процедуре сканирования.
Система формирования звукового сигнала, получив команду от системы управления, осуществляет поиск информации о запрошенной звукозаписи. Если запрошенная звукозапись не требует обработки, то она считывается из памяти системы формирования и передается системе звуковоспроизведения, после чего, системе управления сообщается о завершении воспроизведения звука.
Если описание звукозаписи содержит признаки, указывающие на то, что запись хранится в сжатом виде, то, система формирования считывает звукозапись из оперативной памяти блоками, распаковывает их, и передает системе звуковоспроизведения. После распаковки и передачи системе
звуковоспроизведения последнего блока записи, система формирования звукового сигнала сообщает системе управления о завершении воспроизведения звука.
Система звуковоспроизведения получает оцифрованный звуковой сигнал, выполняет его цифроаналоговое преобразование, усиление и воспроизведение.
Рассмотрим вариант работы устройства, когда используется матрица активных элементов, игра записана в ПЗУ системы управления, а средство приема внешних накопителей отсутствует.
При включении питания, управление передается базовой программе, находящейся в ПЗУ системы управления. Система управления переносит программу игры из постоянной памяти в оперативную и передает ей управление. Затем в оперативную память системы управления загружается словарь, после чего записи звуковых сигналов переписываются из ПЗУ системы управления в оперативную память системы формирования звукового сигнала. Далее выполняется основной цикл игры.
Так как используется матрица активных элементов, то сканирование не производится. Система управления ожидает от системы идентификации игровых элементов сигнал об изменении состояния игрового поля. Получив его, система управления переходит к анализу изменений игровой ситуации.
Система проверяет, соответствует ли образовавшаяся последовательность идентификаторов (кодов) игровых элементов слову, имеющемуся в словаре игры. Если соответствие не найдено, система управления после задержки возвращается в состояние ожидания сигнала от системы идентификации. Если соответствие установлено, то по записи словаря определяется ссылка на звуковой сигнал, который должен быть озвучен, и системе формирования звукового сигнала выдается команда на формирование соответствующего звукового сигнала. Далее, система управления ожидает завершения воспроизведения звукового сигнала, после чего возвращается в состояние ожидания сигналов от системы идентификации игровых элементов.
При установке игрового элемента на игровое поле срабатывает один (или несколько) активный элемент матрицы игрового поля. Элемент матрицы принимает код, переданный игровым элементом, и передает его системе
идентификации, которая, в свою очередь, сообщает системе управления об изменении состояния матрицы игрового поля.
Система формирования звукового сигнала, получив команду от системы управления, осуществляет поиск информации о запрошенной звукозаписи. Если запрошенная звукозапись не требует обработки, то она считывается из памяти системы формирования и передается системе звуковоспроизведения, после чего, системе управления сообщается о завершении воспроизведения звука.
Если описание звукозаписи содержит признаки, указывающие на то, что запись хранится в сжатом виде, то, система формирования считывает звукозапись из оперативной памяти блоками, распаковывает их, и передает системе звуковоспроизведения. После распаковки и передачи системе звуковоспроизведения последнего блока записи, система формирования звукового сигнала сообщает системе управления о завершении воспроизведения звука.
Система звуковоспроизведения получает оцифрованный звуковой сигнал, выполняет его цифроаналоговое преобразование, усиление и воспроизведение.
Независимо от схемы работы игрового устройства для пользователя процесс игры выглядит следующим образом: кубики последовательно выкладывают на игровом поле согласно заданию. Когда из кубиков составлено правильное слово, оно озвучивается устройством. Если на игровом поле уже есть составленные слова, то озвучивается последнее «правильное» слово.
Остальные, описанные ниже и другие возможные игры, осуществляются так же, как описано в базовой игре.
В приведенных ниже примерах игр под словом «кубики» понимаются игровые элементы, имеющие геометрическую форму, соответствующую логике игры.
Пример 2. Игра в склады
Используются игровые элементы в виде кубиков, параллелепипедов или призм, на грани которых нанесены изображения складов (в игре, предназначенной для слабовидящих детей, изображение может сопровождаться соответствующими кодами Брайля).
На игровое поле выкладываются кубики (параллелепипеды, призмы). Как только очередной кубик размещен на игровом поле, озвучивается сочетание букв, написанное на нем. Когда из кубиков составлено слово, имеющееся в словаре, оно
озвучивается звуковоспроизводящим устройством полностью. (Возможен вариант игры, когда «правильное» слово сначала озвучивается по складам, а затем целиком). Если на игровом поле уже есть слова, то озвучивается последнее составленное слово.
Пример 3. Игра в цвета
Используются цветные игровые элементы (или игровые элементы с гранями разного цвета).
Зачитывается задание (например: найдите все красные кубики), после чего кубики начинают выкладывать на игровое поле. Если на игровом поле размещается «правильный» кубик, через систему звуковоспроизведения сообщается о том, что найден очередной «правильный» кубик. Если на игровом поле размещается «неправильный» кубик, сообщается об ошибке, и предлагается убрать «неправильный» кубик. Когда на игровое поле выложены все «правильные» кубики, сообщается об успешном выполнении задания, и предлагается следующая задача.
Пример 4. Игра в предметы
Используются игровые элементы с изображениями предметов.
Зачитывается задание, заключающееся в размещении на игровом поле кубиков, имеющих или не имеющий какой либо классификационный (тематический) признак (например: найти и выложить на игровое поле все кубики с изображениями на гранях, например, стульев, или, например, с изображениями техники). После того, как задание озвучено, кубики выкладывают на игровое поле. Если выкладывается «правильный» кубик, то озвучивается название изображенного предмета. Если выкладывается «неправильный» кубик, то устройство сообщает об ошибке и объясняет, почему данный кубик не подходит под задание. Когда на игровом поле размещены все запрошенные кубики, устройство сообщает об успешном выполнении задания.
В качестве тематических объектов могут выступать как изображения неодушевленных предметов, так и изображения растений или животных. В этом случае задание может формулироваться, как, например, выложить изображения домашних животных (или травоядных, хищников, диких, птиц, насекомых и т.д.), выложить изображения растений или плодов (овощи, фрукты, ягоды, грибы и т.д.).
Пример 5. Игра в имена (города и т.д.)
Используются кубики с буквами и/или складами.
Зачитывается задание (например, составьте из кубиков имена девочек), после чего кубики размещают на игровом поле. Когда из кубиков составлено «правильное» слово, оно озвучивается. После того, как выложено соответствующее заданию количество слов, поступает сообщение о завершении задания и предлагается следующее.
В игре может использоваться управляющая кнопка (на Фигуре не показана), позволяющая проверить последнее набранное слово. При нажатии на кнопку, устройством будет озвучено сообщение о том, что составлено неизвестное слово, или слово составлено не полностью, или имеется ошибка.
Возможен вариант игры, когда слова выкладываются на игровом поле по одному. В этом случае управляющая кнопка сигнализирует о том, что выкладывается следующее слово, если предыдущее слово выложено правильно, или о необходимости произвести проверку, если выложенное слово не опознано системой управления.
Пример 6. Игра в фигуры
Используются пластинки (карточки), или фигуры различной геометрической формы.
Возможны несколько вариантов игры.
A) Зачитывается задание, заключающееся в том, что на игровом поле должны быть размещены игровые элементы, соответствующие каким-либо классификационным признакам (например, все треугольники, или красные пирамидки). Если на игровом поле размещается «правильный» игровой элемент, то устройство озвучивает название фигуры. Если выкладывается «неправильный» игровой элемент, то сообщается об ошибке и объясняется, почему данный игровой элемент не подходит под задание. Когда на игровом поле размещены все запрошенные игровые элементы, устройство сообщает об успешном выполнении задания.
B) Зачитывается задание, заключающееся в том, что из игровых элементов должна быть составлена определенная фигура (например, сложить квадрат из квадратов или из треугольников и т.п.). Когда на игровое поле выкладывается
очередной игровой элемент, устройство озвучивает название его формы. Если игровой элемент не соответствует заданию, то озвучивается сообщение об ошибке. Если игровой элемент «правильный», то проверяется возможность успешного завершения задания при данном его размещении на игровом поле. Если при размещении очередного игрового элемента задание не может быть выполнено, озвучивается предупреждение, и просьба разместить игровой элемент иначе. Если цель может быть достигнута - дополнительные сообщения не поступают. При правильном выполнении задания озвучивается поздравление.
Пример 7. Игра в пазлы
Используются кубики (пластинки) с изображениями фрагментов рисунка на гранях.
Озвучивается задание, заключающееся в составлении изображения определенного предмета из его отдельных фрагментов (например, собрать изображение грибочка). Когда кубики (пластинки) выкладывают на игровое поле, устройство проверяет правильность составления изображения и сообщает об ошибках, если они есть. Когда изображение составлено верно, озвучивается поздравление.
Пример 8.Игры с цифрами
Используются кубики с изображениями на гранях цифр и знаков математических операций.
Возможны различные варианты игры.
A) Кубики выкладывают на игровое поле, устройство озвучивает названия выкладываемых цифр и знаков.
B) Составить число
Озвучивается задание на составление числа, после чего кубики с изображениями цифр на гранях выкладывают на игровое поле. Если на игровом поле размещается «неправильный» кубик, то устройство сообщает об ошибке и объясняет, почему выложенный кубик не подходит для выполнения задания. Когда число составлено правильно, устройство озвучивает приветствие и предлагает следующее задание.
С) Арифметические задачи
Озвучивается задание, например, сложить «три» и «два». После чего кубики с изображениями на гранях цифр и математических знаков должны быть выложены на игровое поле таким образом, чтобы получилось и условие задачи, и ее решение. По мере размещения кубиков на поле устройство проверяет правильность составления самого задания и правильности его решения, озвучивает сообщения об ошибках и пояснения. При успешном выполнении задания, устройство озвучивает поздравление.
Пример 9. Обучение языку
Используются кубики с изображениями букв и/или складов.
Озвучивается задание на изменение слов по лицам, числам, родам, временам и т.д. При размещении кубиков на игровом поле производится проверка правильности выполнения задания, озвучиваются сообщения об ошибках и подсказки. Каждое задание заканчивается поздравлениями и озвучиванием следующего задания.
Предложенное устройство позволяет проводить различные другие игры, которые определяются выбором игровых элементов и правилами игры. Условия игры могут задаваться системой управления или с внешних носителей информации (например, CD или USB-флэш-память). Устройство может быть реализовано в виде, позволяющем его использовать как для одного пользователя, так и для нескольких. При реализации многопользовательской игры (например, Эрудита), устройство может быть снабжено игровыми консолями, предоставляющими отображать персональную информацию игроков, а также различать игровые воздействия каждого конкретного игрока.
На поверхностях игровых элементов может быть нанесено визуально воспринимаемое изображение, так и тактильно воспринимаемые объекты, предназначенные для игры слабо видящих или слепых.