Como funcionam as pistolas para jogos de tiro?

Pistola Zapper

Algo que sempre me despertou a curiosidade foi como aquelas pistolas para jogos de tiro funcionam. Assim, eu decidi investigar isto melhor. Afinal de contas, não existe nenhum tipo de sensor em nossas televisões, para que elas identificassem onde o jogador estaria apontando sua pistola. Este tipo de periférico já existe há muito tempo, desde a época do Nintendo 8 bits.
Não demorei muito para achar. O site HowStuffWorks fez um bom trabalho de tanto explicar o funcionamento como disponibilizar a patente da invenção da Nintendo, a pistola Zapper. Realmente era algo muito simples de se fazer.
A pistola em si não emite nenhum tipo de sinal para a televisão. Na verdade, como vi em outro site, é a televisão que "dispara" algo na pistola: luz. É importante observar que estas pistolas funcionam em televisões de tubo de raios catódicos. O LCD não ajuda muito neste processo.
Em televisores antigos, havia um feixe de elétrons que era disparado em cada ponto da tela, para que este ponto fosse iluminado. Sendo a tela dividida em linhas e colunas, este feixe iniciaria com a linha de cima e terminaria pela linha de baixo.
A luz emitida por este feixe deveria então ser detectada por um fotodiodo, presente na ponta de nossa pistola. Mas, poderíamos nos perguntar, o fotodiodo detecta qualquer tipo de luminosidade, então como o NES sabia que ele estava apontando para o alvo, e não para qualquer outro lugar na tela?
Aí é que vem o pequeno truque... Quando a pessoa aperta o gatilho, o console verifica se há presença de luz no fotodiodo. Se houver, então a pistola está apontada para o televisor. Então o console rapidamente pinta toda tela de preto, mas deixa apenas o alvo branco. Isto é muito rápido, e nossos olhos não percebem muito bem (é o tempo de uma varredura completa na tela). Mas é o suficiente para que o fotodiodo detecte o sinal. Assim, se ele detectar luz, significa que o usuário estava apontando para o alvo. Se não detectou, ele não estava apontando.

Tudo isto era feita no jogo que era muito conhecido naquela época, o Duck Hunt. Eu não tinha o aparelho, mas tive a oportunidade de jogá-lo na casa de meu primo, que possui um aparelho que roda jogos do Nintendo 8 bits. É um jogo muito legal, e talvez nossos emuladores não consigam ainda nos dar o mesmo tipo de diversão que este jogo podia nos proporcionar no passado.

Parece que esta técnica usada pelo Nintendo 8 bits não é a mesma de outros fabricantes. Também, com a tecnologia patenteada, eles teriam que fazer algo diferente. Parece então que alguns fabricantes trabalham com os tempos de varredura. Quando o usuário aperta o gatilho, o console envia um sinal para o monitor preencher a tela com pontos brancos. Medindo-se o tempo gasto para que a pistola detecte luz, o console poderá saber para onde o jogador está apontando a pistola.
Bem, mas minha pesquisa não parou por aí... Resolvido a buscar algo mais aprofundado, fui checar se alguém possuía o esquemático da pistola Zapper. Eu mesmo possuo uma, e vi que é muito simples. Para minha surpresa, não só encontrei um esquemático, mas também encontrei um projeto para adaptar esta pistola aos nossos monitores de LCD, para podermos usá-la como mouse, ou como controle para emuladores. O esquemático eu coloco aqui, para que todos vejam como era simples seu funcionamento:

Esquemático da pistola Zapper

Bem, parece que há algumas diferenças deste esquemático para minha pistola. O fotodiodo que está presente em minha pistola é bem mais simples do que o apresentado no esquemático acima, possuindo apenas dois pinos. No entanto, me parece que o circuito é o mesmo. Há um filtro passa-faixas ajustado para 15KHz, que é a frequência de varredura para um monitor NTSC. O sinal é enviado então para o console via cabo.
Fico feliz de descobrir todas estas coisas. Como entusiasta dos video-games e da eletrônica, é sempre interessante ver como alguns problemas eram resolvidos pelos engenheiros daquela época.