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从Xbox到Windows:Kinect的硬件进化 RRS feed

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  • 作者:绍森 原文链接: http://www.wpdang.com/archives/102733.html

    在这个体验为王的时代,人们已不再满足于过去与PC之间单纯依靠鼠标、键盘的交互方式,交互方式与体验的创新已经成为当下PC业界上下游都在追寻的热点,如何能够为消费者提供更为自然的人机交互、重塑互动体验,成为业界厂商所一致追求的突破点。而在这一创新队伍当中,Kinect for Windows正在不断向前探索。

    作为Kinect for Windows重要的硬件组成部分,Kinect传感器的重要性毋庸置疑,经过多年的技术革新,Kinect传感器已经成为拥有成熟技术,并已经在多个领域应用的体感设备之一。

    2009年6月举行的The Electronic Entertainment Expo(E3)大展上,微软将Kinect作为Xbox 360的体感外设正式发布,它的推出颠覆了过去游戏依靠手柄的单一体验。时任微软互动娱乐业务副总裁的Don Mattrick曾表示“Kinect将带领全球的游戏玩家进入一个新纪元”。Kinect获得了巨大的成功,它让玩家们能够真正融入到游戏当中,所有的操作都变得更加的简单,玩家只需要活动肢体就能够控制游戏中的人物,同时伴随Kinect的推出,人机互动的理念被更加彻底的展现出来。

    Kinect所带来的变革,意味着它势必会被载入人机互动的发展史中:2012年7月,Kinect被BusinessInsider评选出本世纪10款最重要电子产品之一。

    虽然Kinect在Xbox平台上获得了良好的评价,但越来越多的人想要将Kinect带到Windows平台。过去,只能使用一些非官方的解决方案,为了改变这样的局面,微软在2011年6月正式推出了Kinect for Windows SDK Beta,更为重要的是,微软将C#与.NET Framework 4.0结合到了Kinect for Windows SDK中,让开发者们能够以最小的学习成本,快速上手Kinect for Windows的相关开发工作

    Kinect for Windows SDK的推出让人们能够有机会在更普及的Windows设备上体验体感交互方式的魅力,而在Kinect for Windows SDK推出后不久,微软发布了Kinect for Windows专用的Kinect传感器,并于2012年10月在中国正式上市。虽然是一个具有划时代意义的产品,但是Kinect for Windows上的Kinect传感器硬件组成并不复杂:与前身Xbox Kinect传感器一样,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。而整套工作环境则是包含了Kinect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的PC。

    单从配置上来看,Kinect for Windows传感器的硬件配置与Xbox Kinect传感器几乎一样,但Kinect for Windows的传感器针对Windows设备进行了专门的优化:Kinect for Windows能够在近距离模式(Near Mode)下,使深度传感器探测到40厘米范围内的物体,获得更多与深度值相关的信息,而在Xbox Kinect上,最近的识别距离为1.8米。在色彩和深度数据的同步上,Kinect for Windows在色彩映射和完整API等方面也进行了改进。此外,Kinect for Windows传感器可识别单个人体的20个骨骼节点,来更为精准的判断用户动作。

    Kinect for Windows的可见光摄像头帧数达到了30FPS,能够用来捕捉VGA(640 x 480像素)级别的影像,同时两个景深(3D Depth)摄像头,能够准确的追踪用户在三维空间里的运动轨迹,定位用户的相对位置。底座马达能够驱动摄像头跟随所要追踪的焦点,转动Kinect的方向(左右各28度),让Kinect传感器支持焦点追踪。

    配合Kinect for Windows专门打造的Kinect传感器,在Windows上使用时拥有更好的性能,也催生了一批独特的应用。就在近期,微软亚洲研究院与中国科学院计算技术研究所共同开展的, Kinect的肢体追踪功能如何应用于手语识别的研究,取得了突破性进展。

    利用Kinect for Windows骨骼检测的功能,跟踪听障人士的手语动作,而后通过动作识别,翻译出手语内容,让所有的人都能够看懂听障人士手语的意思。并且还能够将文本输入到应用当中,由该应用通过内置的动画人物,将语句翻译成手语,与听障人士进行沟通。Kinect for Windows的这项技术让以手语为主要沟通手段的听障人士像使用语音识别一样,与电脑进行更为自然和流畅的互动。不懂手语将不再成为正常人士与听障人士直接沟通的障碍,为听障人士架一座沟通的桥梁。

    而微软也在不断进行技术革新,除了定期推出新版本Kinect for Windows SDK之外,2013年5月微软在发布新一代Xbox One的同时也发布了全新的Kinect体感外设。新一代的Kinect体感外设将会在今年11月进行预发布,届时Kinect for Windows也将一同升级至全新的Kinect传感器。

    全新一代的Kinect传感器搭载了更高规格的摄像头和麦克风,能够实现对手指动作的精确跟踪,并支持语音指令操作。同时,新一代Kinect上所配备的红外探测功能,还可以帮助其在低光环境下准确捕捉人体动作。经过改进骨架映射功能精度更高,可以跟踪到手掌动作以及耸肩动作,肌肉追踪则可以感知玩家身体的那个部位正在用力。此外,心率感应则是新Kinect的另一新亮点,Kinect只需用摄像头“看着”你,就能读取出心率。

    此前推出的Kinect for Windows开发人员工具包计划能够让成功参与该计划的开发人员优先获得于今年11月推出的全新传感器软硬件开发工具包的预发布版本,以及一部传感器抢先版。这些资源将帮助开发人员在2014年新一代Kinect for Windows传感器正式推出之前,为采用新技术做好准备,并着手构建应用程序。除此之外,该计划的参与者还可在新一代 Kinect for Windows 传感器正式发布之后,使用手中的传感器抢先版换取最终正式发布版。

    Kinect for Windows作为新一代人机交互方式解决方案,让人们能够体验包括手部/手指追踪、语音识别、面部识别、通过2D/3D物体追踪等多种人机交互方式,视觉、听觉、触觉、语音等多重感官方式,让人机交互变得不再枯燥。


    2013年8月11日 16:44
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