http://www.guokr.com/post/37297/
1.什么是Kinect丙挽？
Kinect 是 Xbox 360 外接的 3D體感攝影機(jī)令杈，如圖所示走敌。它利用即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、影像辨識(shí)逗噩、麥克風(fēng)輸入掉丽、語(yǔ)音辨識(shí)等功能，使玩家擺脫了傳統(tǒng)游戲手柄的束縛异雁，使用自己的肢體來(lái)控制游戲捶障。而任天堂Wii、索尼Play Station Move等同類產(chǎn)品纲刀，則需要玩家借助一個(gè)或者多個(gè)設(shè)備才能完成體感互動(dòng)项炼。
作為Xbox 360的外設(shè)，Kinect不需要使用任何道具即可完成整個(gè)動(dòng)作的識(shí)別和捕捉示绊，它使用了由微軟劍橋研究院研發(fā)的基于深度圖像的人體骨骼追蹤算法锭部，而深度圖像則是由PrimeSense公司提供的Range Camera技術(shù)產(chǎn)生的。此外面褐，Kinect使用一個(gè)4-麥克陣列拌禾，可以識(shí)別3D立體語(yǔ)音。
Kinect的主要識(shí)別算法和軟件部分都是由微軟旗下的游戲工作室提供的展哭。國(guó)內(nèi)外一些所謂的可見(jiàn)光或者紅外識(shí)別公司湃窍，大多是從該工作室獲取一些專利權(quán)闻蛀，其產(chǎn)品跟微軟的Kinect相比在精度上還有一定的差距。
2 Kinect的前世今生
2009年6月1日您市，Kinect在E3游戲展上首次亮相觉痛，它當(dāng)時(shí)的代號(hào)是Project Natal。這遵循了微軟以城市名作為開(kāi)發(fā)代號(hào)的傳統(tǒng)茵休，Project Natal是由來(lái)自巴西的微軟董事Alex Kipman以巴西城市Natal命名的薪棒。Natal是拉丁語(yǔ)，英語(yǔ)中有“初生”之意泽篮，由此可見(jiàn)盗尸，微軟公司期望Kinect能夠給Xbox 360帶來(lái)新生。在E3 2009游戲展上帽撑，Kinect的骨骼捕捉技術(shù)已經(jīng)可以在30Hz的條件下同時(shí)捕捉4個(gè)人的48個(gè)骨骼動(dòng)作。
2010年3月25日鞍时，微軟宣布將在E3 2010期間召開(kāi)的“初生計(jì)劃全球首秀”發(fā)布會(huì)上公布Kincet的發(fā)售日期亏拉。2010年6月13日晚，這個(gè)發(fā)布會(huì)在格蘭中心體育館舉行逆巍，會(huì)上微軟宣布將Project Natal正式命名為Kinect及塘，這融合了kinetic（運(yùn)動(dòng)）和connect（溝通）之意。同時(shí)微軟還宣布锐极，Kinect將于2010年11月4日在北美正式發(fā)售笙僚。
Kinect在發(fā)布僅僅兩個(gè)月后，就售出了800多萬(wàn)臺(tái)灵再，吉尼斯世界記錄稱其為有史以來(lái)銷售最快的電子消費(fèi)產(chǎn)品肋层。但是，Kinect并未就此止步翎迁。2011年6月栋猖，Kinect for Windows SDK beta版發(fā)布，這標(biāo)志著Kinect開(kāi)始向PC應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)軍汪榔。2011年11月4日蒲拉，Kinect發(fā)布一周年的日子，世界各地的研究人員已經(jīng)將Kinect應(yīng)用到了醫(yī)療健康痴腌、教育雌团、日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，以探索Kinect技術(shù)的無(wú)限可能士聪，這就是所謂的“Kinect效應(yīng)”锦援。此外，Kinect動(dòng)作捕捉的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)還榮獲了2011年MacRobert Award工程創(chuàng)新大獎(jiǎng)戚嗅。
微軟在Kinect for Xbox 360設(shè)備的基礎(chǔ)上優(yōu)化了硬件組件雨涛，并于2012年2月發(fā)布了Kinect for Windows硬件枢舶，其固件更適合PC使用。新的Kinect硬件縮短了USB連接線的長(zhǎng)度替久，并支持“近距模式”（Near Mode）凉泄。與此同時(shí)，微軟還發(fā)布了商業(yè)授權(quán)版的Kinect for Windows SDK 1.0蚯根，這意味著開(kāi)發(fā)者可以使用Kinect for Windows硬件后众，在Windows平臺(tái)上開(kāi)發(fā)支持手勢(shì)和語(yǔ)音識(shí)別的應(yīng)用程序，并向?qū)嶋H用戶銷售這些程序颅拦。
對(duì)于商業(yè)版的Kinect for Windows蒂誉，微軟采用了純硬件的商業(yè)模式，向開(kāi)發(fā)人員和軟件商免費(fèi)提供SDK開(kāi)發(fā)包距帅。這樣右锨，所有的使用者都可以將精力投入到研發(fā)上，而不必?fù)?dān)心支付任何軟件的授權(quán)費(fèi)用碌秸。
2012年5月绍移，微軟發(fā)布了Kinect for Windows SDK的1.5版本，該版本支持人臉以及坐姿半身模式的骨骼追蹤讥电。借助這些新功能和特性蹂窖，Kinect應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)工作變得更加容易和靈活。2012年10月恩敌，微軟又發(fā)布了Kinect for Windows SDK的1.6版本瞬测，主要拓展了Kinect for Windows的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支持在虛擬機(jī)纠炮、Windows 8系統(tǒng)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)月趟，支持使用最新的Visual Studio 2012開(kāi)發(fā)工具。此外抗碰，1.6版本還增加了獲取紅外圖像等功能狮斗，并在性能上做了很大提升。Kinect for Windows SDK可能會(huì)保持每年一到兩次的更新弧蝇，在功能和性能上也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大碳褒。
3.Kinect有哪些版本
微軟Kinect體感技術(shù)的硬件產(chǎn)品包括：Kinect for Xbox、V1看疗、V2沙峻，現(xiàn)在又出了Xbox One專用Kinect感應(yīng)器。這些硬件產(chǎn)品在功能和版本上有什么區(qū)別呢两芳？我們來(lái)簡(jiǎn)單解讀一下摔寨。。
大家都知道微軟的Xbox 360游戲機(jī)怖辆。我們可以用這臺(tái)游戲機(jī)玩手柄游戲是复，如果加上一臺(tái)Kinect for Xbox感應(yīng)器删顶，就可以玩手柄游戲和體感游戲，但是不能用它編程（有的大神對(duì)其硬件或軟件加以調(diào)整淑廊，也能編程）逗余。因?yàn)橹袊?guó)在《關(guān)貿(mào)協(xié)定》中的規(guī)定，不能進(jìn)口游戲機(jī)產(chǎn)品季惩，所以大家使用的Xbox 360游戲機(jī)估計(jì)可能也許貌似大概都是录粱，呃，吧啦吧啦……
后面就不說(shuō)它了画拾。
微軟公司于2012年10月9日開(kāi)始在中國(guó)銷售第一代Kinect for Windows感應(yīng)器啥繁，就是我們說(shuō)的：V1。這個(gè)是我們拿到的第一臺(tái)能夠用于在計(jì)算機(jī)上編程的體感感應(yīng)器青抛。它不是游戲機(jī)旗闽，所以能在中國(guó)合法銷售。
然而現(xiàn)在脂凶，V1停產(chǎn)了宪睹。
- 第一代Kinect for Windows感應(yīng)器 V1：
微軟公司于2014年10月開(kāi)始在中國(guó)銷售第二代Kinect for Windows感應(yīng)器，就是我們說(shuō)的：V2蚕钦。它比V1的功能有很大的提升。但是鹅很，它不能向下兼容嘶居，V1的程序無(wú)法應(yīng)用在V2上。
不過(guò)現(xiàn)在促煮，V2升級(jí)了邮屁。
差不多與V2同時(shí)上市的，還有微軟在上海自貿(mào)區(qū)生產(chǎn)的游戲機(jī)菠齿，就是Xbox One佑吝。這個(gè)在中國(guó)是合法銷售的。這個(gè)游戲機(jī)如果配一臺(tái)感應(yīng)器绳匀，也能玩體感游戲芋忿。這臺(tái)感應(yīng)器叫“Kinect for Xbox One”。
這個(gè)時(shí)候疾棵，微軟在中國(guó)已經(jīng)有了兩臺(tái)感應(yīng)器：用于體感游戲機(jī)的叫Kinect for Xbox One戈钢，用于PC編程的叫Kinect for Windows V2。
問(wèn)題來(lái)了是尔。V2只能用作開(kāi)發(fā)殉了，Xbox One只能玩游戲。如果你又想玩游戲拟枚，又想搞編程開(kāi)發(fā)薪铜，就得買兩種感應(yīng)器Kinect for Xbox One和V2众弓。
于是，微軟對(duì)這種復(fù)雜的硬件組合進(jìn)行了優(yōu)化隔箍，把這兩種感應(yīng)器精簡(jiǎn)為一種谓娃，它的名字叫：“Xbox One專用Kinect感應(yīng)器”。為了節(jié)省篇幅鞍恢，我們?cè)诤竺姘阉?jiǎn)稱為“全能感應(yīng)器”傻粘。
這個(gè)“全能感應(yīng)器”的功能又強(qiáng)大了，它可以兼容Xbox游戲機(jī)帮掉。如果再加個(gè)小設(shè)備弦悉，就可以兼容PC機(jī)。這個(gè)小設(shè)備叫“適配器 Kinect Adapter”蟆炊。
此舉得以在不改變零售價(jià)的前提下稽莉，把一大堆設(shè)備精簡(jiǎn)為3個(gè)設(shè)備：
我們把Xbox One游戲機(jī)稱作“A”；把“全能感應(yīng)器”稱作“B”涩搓；把適配器稱作“C”：
A：只能玩手柄游戲
A+B：可以玩手柄游戲和體感游戲
B+C：不能玩游戲污秆，只能做開(kāi)發(fā)
A+B+C：又能玩手柄游戲和體感游戲，又能做開(kāi)發(fā)
Bingo就是醬紫滴昧甘。
4. Kinect體感交互技術(shù)原理
初看Kinect良拼，你或許只看到了3個(gè)像攝像頭的東西，那么Kinect究竟是怎樣實(shí)現(xiàn)體感交互的呢充边？Kinect for Windows SDK又有哪些基本功能呢庸推？接下來(lái)將揭開(kāi)Kinect在硬件、軟件方面的神秘面紗浇冰。
1.3.1 Kinect的結(jié)構(gòu)組成
下圖給出了Kinect的整體結(jié)構(gòu)贬媒。Kinect一共有3個(gè)攝像頭，中間一個(gè)是RGB攝像頭肘习，用來(lái)獲取640×480的彩色圖像际乘，每秒鐘最多獲取30幀圖像；兩邊的是兩個(gè)深度傳感器漂佩，左側(cè)的是紅外線發(fā)射器脖含，右側(cè)的是紅外線接收器，用來(lái)檢測(cè)玩家的相對(duì)位置仅仆。Kinect的兩側(cè)是一組四元麥克風(fēng)陣列器赞，用于聲源定位和語(yǔ)音識(shí)別；下方還有一個(gè)帶內(nèi)置馬達(dá)的底座墓拜，可以調(diào)整俯仰角港柜。
1.3.2 Kinect for Windows SDK 簡(jiǎn)介及功能介紹
2011年6月17日，微軟研究院發(fā)布的非商業(yè)授權(quán)版的Kinect for Windows SDK Beta吸引了眾多開(kāi)發(fā)者的目光，不過(guò)該版本只允許用于研究夏醉、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)爽锥，不可以發(fā)布商業(yè)應(yīng)用。2012年畔柔，微軟分別在2月氯夷、5月和10月接連發(fā)布了商業(yè)授權(quán)版的Kinect for Windows SDK 1.0版本、1.5版本和1.6版本靶擦，此舉在明確了微軟盈利模式的同時(shí)腮考，使得開(kāi)發(fā)者可以進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，并銷售開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序玄捕。
Kinect for Windows SDK目前支持Windows 7操作系統(tǒng)和Windows 8操作系統(tǒng)踩蔚，開(kāi)發(fā)環(huán)境使用Visual Studio 2010 Express及以上版本，支持的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言包括C++枚粘、C#和VB.NET馅闽。
Kinect for Windows SDK主要包括以下幾個(gè)功能。
骨骼追蹤：對(duì)在Kinect視野范圍內(nèi)移動(dòng)的一個(gè)或兩個(gè)人進(jìn)行骨骼追蹤馍迄，可以追蹤到人體上的20個(gè)結(jié)點(diǎn)(一般是24個(gè)節(jié)點(diǎn))福也。此外，Kinect還支持更精確的人臉識(shí)別攀圈。
深度攝像頭：利用“光編碼”技術(shù)暴凑，通過(guò)深度傳感器獲取到視野內(nèi)的環(huán)境三維位置信息。這種深度數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)單地理解為一張利用特殊攝像頭獲取到的圖像赘来，但是其每一個(gè)像素的數(shù)據(jù)不是普通彩色圖片的像素值搬设，而是這個(gè)像素的位置距離Kinect傳感器的距離。由于這種技術(shù)是利用Kinect紅外發(fā)射器發(fā)出的紅外線對(duì)空間進(jìn)行編碼的撕捍，因此無(wú)論環(huán)境光線如何，測(cè)量結(jié)果都不會(huì)受到干擾泣洞。
音頻處理：與Microsoft Speech的語(yǔ)音識(shí)別API集成忧风，使用一組具有消除噪音和回波的四元麥克風(fēng)陣列，能夠捕捉到聲源附近有效范圍之內(nèi)的各種信息球凰。
1.4 Kinect for Windows應(yīng)用領(lǐng)域
目前狮腿，國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了很多使用Kinect開(kāi)發(fā)的精彩應(yīng)用，比如Kinect試衣鏡呕诉、Air Presenter演講軟件缘厢、Kinect光劍、Kinect街頭霸王等甩挫。很多創(chuàng)意都可以在MSDN Channel 9的Coding4fun欄目里看到贴硫。
在國(guó)內(nèi)，Kinect for Windows SDK Beta發(fā)布伊始，微軟亞洲研究院便啟動(dòng)了“微軟校園菁英計(jì)劃”之Kinect Pioneer項(xiàng)目英遭，在全國(guó)范圍內(nèi)動(dòng)員微軟學(xué)生技術(shù)俱樂(lè)部的同學(xué)們集思廣益间护，提交他們基于Kinect的新創(chuàng)意，并向優(yōu)秀的創(chuàng)意團(tuán)隊(duì)提供Kinect設(shè)備和技術(shù)支持挖诸。僅一個(gè)多月的開(kāi)發(fā)時(shí)間汁尺，多個(gè)優(yōu)秀創(chuàng)意團(tuán)隊(duì)便成功提交了Kinect創(chuàng)意項(xiàng)目原型，其中包括使用手勢(shì)進(jìn)行變臉的3D臉譜虛擬平臺(tái)多律、Kinect教學(xué)助手痴突、基于Kinect的網(wǎng)上試衣間等。在隨后的2012微軟精英大挑戰(zhàn)Kinect主題上狼荞，來(lái)自全國(guó)30所高校的100余支隊(duì)伍也積極參與到Kinect for Windows的開(kāi)發(fā)當(dāng)中辽装，這使得Kinect在中國(guó)大學(xué)生中得到了全面的推廣。
下面簡(jiǎn)單介紹一下來(lái)自西安電子科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)的3D臉譜虛擬平臺(tái)粘秆。此創(chuàng)意將京劇這門傳統(tǒng)藝術(shù)和新穎的Kinect技術(shù)結(jié)合到了一起如迟，通過(guò)Kinect搭建了一個(gè)可以讓京劇迷享受虛擬演唱體驗(yàn)的平臺(tái)：一個(gè)提供臉譜、服裝和場(chǎng)景的華麗舞臺(tái)攻走。憑借著Kinect的人體識(shí)別和傳感技術(shù)殷勘，用戶可以直接跳過(guò)繁復(fù)的化妝過(guò)程，用手勢(shì)來(lái)選擇自己喜愛(ài)的角色臉譜昔搂，生玲销、旦、凈摘符、末贤斜、丑，一應(yīng)俱全逛裤，選擇完畢后瘩绒，就可以對(duì)著屏幕表演喜愛(ài)的曲目并錄像了，如圖1-3所示带族。當(dāng)與其他戲迷朋友分享視頻時(shí)锁荔，他們可以欣賞到惟妙惟肖的場(chǎng)景和表演。這樣的方式不僅能使老京劇迷們的交流更加便捷蝙砌，還能讓年輕人通過(guò)更炫的途徑去了解這門生動(dòng)的國(guó)粹阳堕。
2011年12月2日，由微軟亞洲研究院舉辦的Kinect for Windows研討會(huì)在北京召開(kāi)择克，吸引了來(lái)自眾多行業(yè)和研究領(lǐng)域的專家學(xué)者以及全國(guó)各地的大學(xué)老師和學(xué)生恬总。研討會(huì)就Kinect的體感交互技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了交流和討論，并且展示了國(guó)內(nèi)基于Kinect for Windows SDK在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)成果肚邢。下面選擇一些有代表性的項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹壹堰。
基于Kinect的手語(yǔ)翻譯系統(tǒng)。手語(yǔ)翻譯系統(tǒng)旨在解決聾啞人與正常人的溝通問(wèn)題，利用Kinect對(duì)肢體動(dòng)作的實(shí)時(shí)捕捉缀旁，對(duì)特定的手語(yǔ)動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別记劈，最終翻譯成文字，這樣不懂手語(yǔ)的人也可以跟聾啞人正常交流了并巍。目前目木，該項(xiàng)目的研究已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展，我們相信結(jié)合Kinect強(qiáng)大的體感交互技術(shù)懊渡，在不遠(yuǎn)的將來(lái)就會(huì)看到Kinect手語(yǔ)翻譯系統(tǒng)成為聾啞人的得力助手刽射。
空中手寫√曛矗空中手寫軟件巧妙地利用了Kinect對(duì)手部結(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)追蹤誓禁，用戶只需對(duì)著Kinect在空氣中比劃，便能寫出相應(yīng)的漢字肾档，并輸入到計(jì)算機(jī)中摹恰。該項(xiàng)目為未來(lái)的手寫輸入提供了新的思路。
虛擬試衣系統(tǒng)怒见。虛擬試衣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不需用戶真正穿上衣服便可看到衣服上身效果的虛擬試衣體驗(yàn)俗慈。用戶只需站在屏幕前，選擇虛擬試衣系統(tǒng)中存儲(chǔ)的品牌衣服圖片遣耍，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)Kinect獲取到的骨架數(shù)據(jù)自適應(yīng)地穿在用戶在屏幕中的影像上闺阱，達(dá)到輕輕松松試衣的效果。這樣不僅使得試衣變得更加便捷舵变、有趣酣溃，還能有效減少試衣成本。
Kinect版水果忍者纪隙。Kinect版水果忍者也是利用了Kinect的骨骼追蹤技術(shù)赊豌，將觸屏版的水果忍者游戲移植到Kinect的體感控制上。Kinect追蹤玩家雙手的移動(dòng)軌跡绵咱，玩家只需對(duì)著屏幕劃動(dòng)雙手便可切下水果亿絮，儼然真實(shí)版忍者，在娛樂(lè)的同時(shí)還能鍛煉身體麸拄。
Xbox 360 Kinect Teardown
1.5 小結(jié)
Kinect是一種廉價(jià)的動(dòng)作捕捉設(shè)備，適用于對(duì)動(dòng)作捕捉精度要求非常嚴(yán)格的領(lǐng)域黔姜，這也是其未來(lái)發(fā)展的方向拢切。另外，現(xiàn)在智能手機(jī)和平板電腦的發(fā)展非常迅猛秆吵，雖然現(xiàn)在看它們和PC會(huì)怎樣發(fā)展淮椰，還沒(méi)有定論，但是受此趨勢(shì)影響，Kinect以后絕對(duì)會(huì)趨于小型化主穗，可以斷定這是其發(fā)展的必經(jīng)之路泻拦。大家都知道，專業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品用量通常不會(huì)很大忽媒，但是這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)更新相對(duì)較快争拐，隨著技術(shù)的完善，最終專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)一定會(huì)逐漸應(yīng)用到消費(fèi)者領(lǐng)域晦雨〖懿埽互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史就是很好的明證，其他許多成功普及的技術(shù)也都遵循著這樣的發(fā)展軌跡闹瞧。
