体感外设Kinect原理揭秘以及玩法汇总

微软推出的体感外设Kinect，原本只是用于XBox360游戏，但是提出的新的交互方式瞬间引爆个全世界爱玩的Geek的神经。层出不穷的想法和应用不断地刺激着人们的视听，今天就来对此技术进行揭秘，顺便总结下Geek们的玩法，给大家看看Kinect的强大之处。

原理揭秘：



这个就是Kinect的效果图了，中间两个圆圆的眼睛是不是很可爱，它们在看你哦



这张就是拆开来里面的东西了，左边的第一个圆圈装置是红外投射器，中间的是RGB摄影机，最右边的为红外感应器。有的人以为Kinect是靠双摄像头定位的，其实是不对的。那么这三个东西是如何工作并识别出人体的呢？



整个Kinect其实就是一个大蝙蝠，红外投射器不断向外发出红外结构光，就相当于蝙蝠向外发出的声波，红外结构光照到不同距离的地方强度会不一样，如同声波会衰减一样。红外感应器呢，相当于蝙蝠的耳朵，用来接收反馈的消息，不同强度的结构光会在红外感应器上产生不同强度的感应，这样，Kinect就知道了面前物体的深度信息，将不同深度的物体区别开来，如下图所示：



墙距离Kinect很远，所以被一种颜色标注，而人比较近，就用另一种颜色标注了。这时也许会有人问：Kinect怎么知道面前站的是人还是大象（这两个好像体积差别很大）。在得到深度信息后，Kinect会像切鱼片一样，按照深度由小到大得到很多切面图像，如这张图里人和墙就在不同的切面图像里了。下一步就是对不同切面的图像进行分析，假如这个切面图像里有和人体轮廓相似的区域，Kinect就会激动的跳起来，说：“捉住你了，小子。”然后就会在这个深度跟踪人体的切面图像，并且识别出手和腿和脑袋（这部分就是图像识别的算法了，简单来说就是下面两根细的就是脚，上面凸出的就是头）。

就要大功告成了，你已经被锁定了，Kinect会从上到下扫描你，然后根据你的身高给逐步判断出你的膝盖在哪，手掌在哪，肚子在哪，并把这些相对的位置数据绑定到一个虚拟的骨骼上面，这样，就完成了真人到虚拟人的映射。

到这里，也许有人发现RGB摄像机（也就是普通的出真实图像的摄像机，你手机上那个）貌似没有用到……是的，就人体识别和跟踪来说，RGB摄像机没有任何用处，华硕类似的体感设备Xtion上就没有，之所以装这个摄像机，是为应用做准备的。

OK，Kinect原理剖析完毕，这种基于红外光的人体识别方式较几年前基于图像的识别方式速度和稳定性上都有了质的飞跃，给无数科学小Geek带来了一把利器，去雕琢自己的有趣应用。

下面总结一下Kinect的玩法：

1、产品展示



想象一下，商场的大屏幕上，有一堆心仪的东东，你只需要在屏幕前挥挥手，就能翻页。一识别到屏幕前有人，就蹦出来一个吉祥物和你打招呼，这是多么有意思的一件事情。

2、电器控制



慵懒的晚上，抱一包零食，缩在沙发上看电视何其之爽，换台还用遥控器？NO，你out了，向电视挥挥手吧

3、互动游戏



由于识别到了你的骨骼，所以完全可以和游戏中的三维人物对应起来，你踢腿里面的人也踢腿，这样玩格斗游戏是不是很带劲呢，比光按键盘爽多了，记得踢腿的时候把拖鞋脱了，不然飞向电视后果很严重。

4、增强现实



恩，既然识别了你的手，那么在你手的地方放个包包，是不是就能模拟你拎包时的样子了呢，这是RBG摄像机就有用了，通过和深度信息的对应，在RGB图像中叠加进虚拟物体，来达到增强现实的作用。还有种玩法是将一套虚拟的铠甲叠加到人像上，OK，你可以变成任何你想变得东西，而且这些装备还能随着你动一起动，是不是很Cool呢，这位仁兄就变成了奥特曼……



5、代替鼠标键盘



因为Kinect有手势、身体姿势等多种语义，所以拿来对应鼠标键盘的相应操作绰绰有余，比如把腿伸出去就是向前走，向左伸向左走，右手移动控制鼠标移动，左手向上举起代表点击左键，左手平举代表攻击，OK，你已经可以拿Kinect完魔兽世界了……（这是个体力活……打通宵是不可能的……）

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