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如何体感:Kinect for Windows工作原理浅析 RRS feed

  • 常规讨论

  • 作者:绍森  原文链接:http://www.wpdang.com/archives/98466.html


    Kinect的出现,改变了人们游戏和娱乐体验的方式,而由此进化而来的Kinect for Windows则将人与PC间的沟通方式颠覆,带来动作、声音甚至于表情等多种更加自然的人机交互模式。通过Kinect传感器、PC与Windows的组合,在医疗、零售、教育和培训等多个行业Kinect for Windows正在快速的改变着我们的生活。
    尽管是一个具有划时代意义的设备,但Kinect for Windows的硬件组成并不复杂,实现功能最为主要的部分便是Kinect for Windows传感器。Kinect for Windows传感器主要包含红外线发射器、RGB摄像头、红外接收器、倾角控制马达、麦克风阵列以及加速计等主要组件。Kinect for Windows整套工作环境则包含了传感器、Kinect for Windows驱动(主要包括:麦克风阵列驱动,音频和视频驱动)、音频和视频组件(辅助Kinect捕捉骨骼移动以及深度图像)、DirectX Media Object (DMO)组件,以及另一个十分重要的辅助设备——搭载Windows 7或者Windows 8操作系统的PC。
    (左为Kinect for Windows、右为Xbox Kinect)

    单从传感器来看,Kinect for Windows与Xbox Kinect的硬件配置几乎一样,但Kinect for Windows的传感器针对Windows设备的运行特征进行了专门的优化。与Xbox Kinect不同,Kinect for Windows能够在近距离模式(Near Mode)下使深度传感器探测到最近40厘米范围内的物体,而在Xbox Kinect上,只能支持最近为1.8米距离的识别。此外,在色彩和深度的同步上,Kinect for Windows在色彩映射和完整API等方面也进行了改进,更为重要的是,Kinect for Windows可识别人体内的20个骨骼。

    这些都得益于Kinect for Windows传感器的摄像头组件:Kinect for Windows的可见光RGB摄像头记录帧数达到30FPS(普通电影仅有24FPS),能够用来捕捉VGA(640 x 480像素)级别的影像。同时Kinect for Windows还配备了两个景深(3D Depth)摄像头,通过它们Kinect for Windows便能够准确的追踪对象在三维空间里的运动轨迹,定位用户的相对位置。此外,Kinect for Windows传感器也支持焦点追踪功能,内置的底座马达能够驱动传感器跟随所要追踪的焦点完成左右各28度范围的转动。
    通过这些组件特性,Kinect for Windows带来了人机交互方式的革新。简单来说,Kinect for Windows的工作原理主要是通过传感器上一个可见光RGB摄像头和两个红外摄像头同时配合麦克风,传感器能够采集彩色影像、3D景深影像(通过红外摄像头完成)和高保真录音。采集图像时,Kinect for Windows传感器通过红外激光点阵反馈到两个红外摄像头当中,以此对玩家的X、Y、Z坐标进行3D扫描定位。此外,通过可见光RGB摄像头捕捉VGA级别的图像,配合声音数据进行人物的身份识别。影像和声音数据采集完成之后,数据将直接通过USB线缆传输到PC上,PC上的Kinect for Windows数据采集库将对传感器传输而来的三种不同的数据资料进行串联,将彩色影像、3D景深影像和高保真录音融合成为一个数据流,最后将数据流传输到使用正在使用Kinect for Windows软件接口的SDK或应用程序中。


    (Kinect for Windows骨骼追踪点)

    在Kinect for Windows的整个影像捕捉工作过程中,更加注重于对于骨架整体运动的捕捉,能够将骨架的运动快速的生成完整的运动模型并且输出。而除了对于骨架运动的捕捉之外,在这一过程当中Kinect for Windows也十分注重于实景的还原、虚拟实境,以及对这二者的整合。

    值得一提的是,一台PC上并不仅支持连接一台Kinect for Windows传感器,而是每台PC能够最多支持四台传感器的协同运作。在TechFest 2013大会上,微软就曾展示了通过多台Kinect for Windows传感器进行快速的3D扫描,并且完成3D建模的工作。

    Kinect for Windows的出现为PC带来了全新的人机互动方式,操作电脑不再局限于过去的键盘、鼠标和触控。因此,通过Kinect for Windows不仅仅能够进行娱乐,通过开发者的无限创意便能开发出有趣又富有商机的Kinect for Windows应用。目前在国内Kinect for Windows已经在京东商城发售。

    2013年6月21日 5:30
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