什么是Kinect技术

如题所述

首先，Natal这个名字是微软的一项技术代号，在E3上正式宣布。Natal是一个拉丁名称，事实上是巴西东北部的一个城市，在拉丁语中意味“初生”（To be born）。 　　Natal技术是微软公司基于高端研究得出来的一个产品。根据《大众科学》的说法，微软在依靠人工智能解决复杂问题的过程中，产生了一个副产品，这就是Natal的来历。 　　说到Natal的工作原理，摄像头起到了很大的作用，它负责捕捉人肢 Kinect
体的动作，然后微软的工程师就可以设计程序教它如何去识别、记忆、分析处理这些动作。因此从技术上来说，Natal比Wii的体感高级很多。　Natal不只是一个摄像头。虽然它一秒可以捕捉30次，但是这只是整个系统的一部分。除此之外，还有一个传感器负责探测力度和深度、四个麦克风负责采集声音。 　　Natal也不只是一个控制器。虽然微软公司的宣传标语说：“你的身体就是控制器”。但是Natal要比那复杂，他会将你所处的房间形成一个3D影像，然后分析你身体的运动，因此整个系统是着眼于你所处的全部游戏环境，并形成一个综合的控制系统。 　　Natal更不是一台新的XBOX360。微软表示XBOX360的周期应该在10年左右。而Natal就是延长XBOX360生命周期的重要手段。也就是说，不管你手中的XBOX360是什么时候买的，是哪个版本，Natal都可以与之兼容。
　Natal中有一个功能强大的感觉阵列，对于新手来说，它拥有一个数字视频摄像头。能从事捕捉图片到识别颜色等多项工作。而Natal中的麦克风则可以在短时间内采集多次声音数据，以便把玩家和同处在一间房间中的其它人分开。 　　当然这些智能离不开软件的支持，而这方面是微软的强项。特制的软件已经把Natal训练得能成功识别人的脸部细节变化。而在识别人体动作的时候，精度可以达到4厘米。 　　09年微软收购了以色列公司3DV，让人们以为Natal的技术是源自3DV的ToF（time of flight）摄像头。3DV的感光芯片由于要测量光飞行时间，所以需要做到飞秒级的快门。据说他们在芯片中用到砷化镓，使其时钟频率提高到上百G。但这样做会使其成本升高，很难想象微软能把这样的技术做进游戏机这样的消费电子品里面。2010年1月，微软的开发人员明确表示：Natal并不是基于ToF的原理。2010年4月，另一家以色列公司（以色列人还真厉害）PrimeSense才确认为微软提供了其三维测量技术，并应用于Project Natal。 　　在PrimeSense公司的主页上提到其使用的是一种光编码（light coding）技术。不同于传统的ToF或者结构光测量技术，light coding使用的是连续的照明（而非脉冲），也不需要特制的感光芯片，而只需要普通的CMOS感光芯片，这让方案的成本大大降低。 　　Light coding，顾名思义就是用光源照明给需要测量的空间编上码，说到底还是结构光技术。但与传统的结构光方法不同的是，他的光源打出去的并不是一副周期性变化的二维的图像编码，而是一个具有三维纵深的“体编码”。这种光源叫做激光散斑（laser speckle），是当激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后形成的随机衍射斑点。 　　这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同变换图案。也 Kinect
就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要看看物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体在什么位置了。当然，在这之前要把整个空间的散斑图案都记录下来，所以要先做一次光源的标定。在PrimeSense的专利上，标定的方法是这样的：每隔一段距离，取一个参考平面，把参考平面上的散斑图案记录下来。假设Natal规定的用户活动空间是距离电视机1米到4米的范围，每隔10cm取一个参考平面，那么标定下来我们就已经保存了30幅散斑图像。需要进行测量的时候，拍摄一副待测场景的散斑图像，将这幅图像和我们保存下来的30幅参考图像依次做互相关运算，这样我们会得到30幅相关度图像，而空间中有物体存在的位置，在相关度图像上就会显示出峰值。把这些峰值一层层叠在一起，再经过一些插值，就会得到整个场景的三维形状了
每个人都能享受到Natal带来的乐趣。从4、5岁的孩子到60岁的老人。小孩可以通过自己的蹦蹦跳跳玩一些体育健身的游戏，而年轻人可以通过自己灵活的动作来玩一些动作或者射击游戏。不要忘了，Milo（kinect宣传演示中的一个虚拟人物，一个小男孩儿）非常想和你交朋友，它的人工智能简直让人感觉在和一个真人在谈话

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