Comparison of the two input methods and possible explanations for the success of specific game genres in consoles and personal computers
This article as been adapted and expanded from a forum post I wrote in the MacityNet.it website.
The standard input controller that ships with consolles like Nintendo or X-Box is, nowadays, a joypad with a simple four-directions controller, some buttons and, since few years ago, also a small cloche. My idea is that the choice of this kind of joypad has completely excluded some kind of games from the consolle market, more specifically all the games requiring a fast and accurate movement of a pointer.
We can find at least two type of video games: games where the player has to rapidly aim an object on the screen and those where a continuous control is preferred. The first type of games is represented by strategy games, where the player has to select and move different units shown on the screen, and the “shoot’em all” games, where the player has to repeatedly aim and shoot targets moving on the screen. The second kind of games are simulation games, for example car simulators and flight simulators.
This idea came out for the first time when I played at “Halo” on a X-Box, since the game seemed to me quite “slow” and aiming seemed complicated: instead of moving the mouse as fast as I wanted to aim a pecific point on the screen, I had to carefully move the cloche to tell the game where to move the aim and I had to continuosly check on the monitor the correctness of my movements. Playing more with it helped a lot, but it was still more complicated than using the mouse at the PC.
I thought about it and I came up with the following explanation: using the mouse forces the brain to correlate the hand linear movement with the pointer (or aim) movement, the relation is a simple linear function. No additional thinking is required, once you know the factor, you can automatically know where the pointer will be after the hand movement. This process has been highly optimised during millennia of evolution.
Obviously, I refer here only to games, where the function is really linear, but in modern operating systems (and in Mac OS since a long time ago) the movements of the pointer are not linear but they depend on the hand speed.
The joypad, on the opposite, relates the movement of the hand to the “speed” of the movement of the pointer on the screen. This different process forces the brain to either:
- calculate the expected pointer position using the movement of the hand and the time elapsed during this movement (in other words, to calculate the integral in the time of the hand movement multiplied by a constant);
- continuosly check the pointer position in the screen and consequently correct the hand position, until the pointer reaches the final position (this is a feedback control).
Both solutions are slower and less accurate than using a direct relation, as when the mouse is involved:
- calculating the integral is possible (not consciously, of course) and is probably what experienced players do, but it is clearly slow. I think a direct match between a joypad user and a mouse user would lead to a quick victory of the latter;
- the feedback control is extremly slow, since it depends on the eye-hand response time: the brain takes time to recognise the movement of the hand by seeing the pointer on the screen (first delay), then it must calculate the corrections (second delay) and then send the “commands” to the hand (third delay). The sum of them often becames too big for a realtime shooting or action game.
What about the joypad, then? I think it is a clear winner every time the user needs a continuous control of an object during the time and when the control must automatically be reset to the initial position when not used. Simulators are the ideal applications: the steering wheel needs to be reset, the airplane cloche need to be stabilised. A mouse is not able to do that automatically, but I found the following solutions in some games:
- the mouse position becomes the same of the joypad position, for example, the center of the screen is the reset position. The mouse becomes just like a joypad with too much dust, blocked where you leave it. This solution was chosen by Microsoft Flight Simulator (at least version 4). This solution is acceptable if you can see the pointer, but becomes useless if you cannot check visually the position of the pointer (you’ll never know if it is really centered if not after some minutes). I landed on a completely different city…
- the joypad position is simulated with the speed of the mouse movement: mouse standing still means reset position, mouse moving slowly on the left mean joypad just a bit on the left, mouse moving fast on a direction means joypad pushed a lot in that direction. I really found a game using this method of input (as secondary input), but I don-t remember the title. I think it was a car simulator. I remember that I had to move the mouse, then lift it and put it back in the mouse pad, then move it, …
In the PC world, where there are few constraints, the joypad has always been there, since the four direction keys are simply a joypad without radial sensitivity (the first controller with it was the Playstation controller, I think). With the keyboard, pressing the keys with different speeds partly solves this problem.
Of course, action games can be played with joypads as well, but it seems there are less games of that genre for consolles than for PCs. The difference is maximum with strategy games, since selecting and moving units around the monitor with good precision and speed is quite difficult with joypads.
First version: October 2006.
Mouse vs. joypad per l’uso ludico
Confronto dei due dispositivi di interazione e possibili motivazioni del successo di determinate categorie di giochi per consolle e per computer
Articolo adattato da un post da me inserito nel forum di MacityNet.
Quando si compra una consolle per videogiochi, ad esempio Nintendo o X-Box, la dotazione standard comprende un joypad in cui vi è un semplice controllo a quattro direzioni e, da qualche anno a questa parte, una piccola cloche, oltre a vari bottoni. Questa scelta, secondo me, ha influenzato il genere di giochi diffuso nelle console, escludendo tutti quelli in cui è richiesto un controllo preciso e veloce di un puntatore.
Fra i vari generi di videogiochi si possono individuare almeno due generi: quelli che richiedono di mirare con precisione un oggetto sullo schermo e quelli dove non è richiesto un controllo particolarmente preciso, piuttosto è utile un controllo continuo nel tempo. Fanno parte della prima categoria i giochi di strategia, dove si devono selezionare unità mobili di vario tipo dislocate nello schermo, e gli “sparatutto”, in cui si deve mirare un bersaglio ripetutamente e con precisione. Alla seconda categoria appartengono invece, secondo me, i giochi di simulazione, quali simulatori di volo e guida.
La mia idea parte inizialmente dalla constatazione che, quando provai per la prima volta il gioco Halo per X-Box, il controllo del mirino mi sembrò particolarmente complicato e “lento”. Non potevo, come mia abitudine su PC, muovere il mouse e trovarmi già con la mira nel posto giusto, ma dovevo correggere (rettificare) di continuo i miei movimenti, basandomi su ciò che vedevo istante per istante. Giocandoci per un po’ di tempo sono migliorato, però rimane una maggiore difficoltà rispetto all’uso del mouse.
La spiegazione che mi sono dato è la seguente. L’uso del mouse consiste in una relazione costante tra spostamento della mano e spostamento del puntatore, in cui la variabile in gioco è solo una: lo spostamento della mano. Non è necessario nessun ragionamento particolare: una volta conosciuta l’equivalenza, saprò già dove troverò il puntatore alla fine dello spostamento (non considero qui effetti non lineari, ormai presenti nei sistemi operativi recenti ma non nei giochi). Questo principio sfrutta la coordinazione occhio-mano dei primati, quindi ormai “ottimizzata” nel corso del tempo.
Il joypad, al contrario, non sfrutta il principio sopra indicato, ma abbina uno spostamento fisico della mano ad una “velocità” di spostamento del cursore (negli sparatutto). Questo comporta l’obbligo per il cervello di scegliere se:
- calcolare la posizione finale del puntatore in base al valore di spostamento della mano e del tempo previsto di tale spostamento (è l’integrale nel tempo della costante di equivalenza per lo spostamento della mano);
- controllare istante per istante la posizione del puntatore nello schermo ed andare a variare di conseguenza la posizione della mano (controllo a feedback).
Entrambe le soluzioni sono decisamente meno precise e/o veloci del metodo seguito quando si usa il mouse:
- calcolare l’integrale è possibile (inconsciamente, ovviamente), ma richiede inevitabilmente più tempo. Il giocatore potrà trovarsi bene (cioè può avere appreso ed automatizzato la procedura), ma sono convinto che, ad un confronto diretto, risulterà più lento rispetto ad un avversario con mouse, per via dei tempi di “calcolo” maggiori;
- il controllo a feedback è intrinsecamente lento, in quanto è vincolato dai tempi di risposta occhio-mano: la mano si muove, deve passare un tempo sufficiente per notare sul monitor uno spostamento apprezzabile (primo ritardo), il cervello lo nota, calcola la correzione (processo non immediato) e poi invia alla mano i nuovi comandi (altro ritardo apprezzabile in tale tipologia di gioco).
Per cosa è utile il joypad allora? semplice, in tutti quei casi in cui è comodo avere un controllo variabile nel tempo e che, in automatico, si azzera quando manca l’interazione dell’utente. In altre parole, i simulatori, dove è comodo poter allentare la presa per raddrizzare il volante o per livellare la cloche dell’aereo (per citare solo due esempi). Con il mouse il controllo sarebbe invece più complicato e meno preciso. Ho già incontrato e sperimentato le due possibili alternative:
- si fa corrispondere alla posizione del mouse la posizione del joypad: mouse in un punto preciso dello schermo equivale a precisa inclinazione del joypad. Se ben ricordo, Flight Simulator della Microsoft lo permette (almeno la versione 4). Più o meno accettabile se il puntatore è visibile, così da azzerarlo facilmente riportandolo al centro dello schermo, ma decisamente scomodo se, come sempre accade, è nascosto. Ci si trova, dopo miglia e miglia, ad avere deviato dalla rotta perché la cloche non era perfettamente centrata!
- la posizione del joypad viene simulata con la velocità di spostamento del mouse: il mouse fermo equivale al joypad centrato, mouse in movimento equivale al joypad inclinato nella direzione del movimento. Sembrerà strano, ma ho trovato almeno un gioco in cui questo accade, anche se non ricordo il titolo. Inutile citare gli svantaggi, basti dire che per curvare (forse era un simulatore di guida?) si deve continuamente spostare il mouse lateralmente, alzadolo e riportandolo a posto quando lo spazio finisce, per poi di nuovo strisciare se la curva è lunga…
Nel mondo PC, molto flessibile, il joypad c’è stato da sempre, in quanto le quattro frecce della tastiera altro non sono che un joypad dove manca la progressione radiale (penso introdotta con il controller della Playstation originale). La molla riporta le frecce in posizione neutra appena vengono rilasciate e una sorta di “PWM” (modulazione della larghezza degli impulsi) permette al giocatore di variare l’intensità della sterzata.
Tutto questo non significa che sia impossible giocare a sparatutto e giochi di strategia con la piccola cloche del joypad, però è certo che il mondo delle console ha un numero di titoli di questo tipo disponibili decisamente inferiore a quello del mondo PC. La differenza, massima se si contano i titoli di strategia, deriva dal fatto che controllare e posizionare navicelle, spostando il cursore da un punto all’altro dello schermo con precisione, è qualcosa di estremamente difficile senza un mouse. Discorso leggermente migliore per gli sparatutto, dove il problema, pur presente, è attenuato dal fatto che la mira si sposta in genere di poco da un momento all’altro, non sono richiesti salti improvvisi significativi.
Prima revisione: Ottobre 2006