Kinect动作捕捉系统介绍

Kinect动作捕捉系统介绍
一、关于Kinect
1、简介
Kinectfor Xbox 360，简称Kinect，是由微软开发，应用于Xbox 360 主机的周边设备。

它让玩家不需要手持或踩踏控制器，而是使用语音指令或手势来操作Xbox360 的系统界面。

它也能捕捉玩家全身上下的动作，用身体来进行游戏，带给玩家“免控制器的游戏与娱乐体验”。

其在2010年11月4日于美国上市，建议售价149美金。

Kinect在销售前60天内，卖出八百万部，目前已经申请金氏世界记录，成为全世界销售最快的消费性电子产品。

2012年2月1日，微软正式发布面向Windows系统的Kinect版本“Kinect for Windows”,建议售价249美金。

Kinect有三个镜头，中间的镜头是RGB 彩色摄影机，用来采集彩色图像。

左右两边镜头则分别为红外线发射器和红外线CMOS 摄影机所构成的3D结构光深度感应器，用来采集深度数据（场景中物体到摄像头的距离）。

彩色摄像头最大支持1280*960分辨率成像，红外摄像头最大支持640*480成像。

Kinect还搭配了追焦技术，底座马达会随着对焦物体移动跟着转动。

Kinect也内建阵列式麦克风，由四个麦克风同时收音，比对后消除杂音，并通过其采集声音进行语音识别和声源定位。

2013年11月22日，随着xboxone的发售，kinect也更新为2.0版本。

二代和一代的主要区别在于它是专门为XboxOne设计，外形作了改进，精度更高，在捕捉在捕捉肢体动作和表情的基础上，增加了手指动作捕捉和心跳感应。

强化了分辨率至1080P，每秒处理的数据最多达2GB，镜头捕捉角度也增加至60%。

2、硬件功能
3、安装部署
除自定义应用程序处理外，对于将大量使用Kinect for Windows v2 身体跟踪的应用程序，建议使用下面的计算机配置作为参考。

该方案允许kinect发挥绝佳的性能，同时仍然能容纳附加的应用程序处理并维持最佳帧速率。

硬件要求
使用Kinect 配置验证程序工具确保PC 或平板电脑满足兼容性要求并检查系统中是否存在任何已知问题，以及验证否正在为GPU 运行最新的驱动程序。

注意：启动Kinect 配置验证程序工具时，它将自动运行。

展开箭头即可查看有关哪些项已通过、未通过或可能导致兼容问题的详细信息。

PC 或平板电脑必须满足以下最低规范：
●64 位(x64) 处理器
●物理双核3.1 GHz（每个物理核有2 个逻辑核）或更快的处理器
●专用于Kinect for Windows v2 传感器的USB 3.0 控制器，或适用于Kinect for Xbox One 传感器的Kinect Adapter for Windows
● 4 GB 的内存
●支持DirectX 11 的图形卡
●Windows 8 或8.1、Windows Embedded 8 或Windows 10
传感器安装
确保系统满足上面列出的硬件要求并运行Kinect 配置验证程序工具，以检查系统中是否存在任何已知问题。

下载并安装免费的SDK 2.0。

Kinect for Windows v2 传感器程序包包括：
●Kinect for Windows v2 传感器和集线器
●电源和电源线
●USB 3 电缆
部署要求
●确保计算机运行Windows 8 或更高版本。

●确保安装了来自Windows 更新的最新驱动程序。

●将传感器水平居中放置于显示器或屏幕前部。

或者，按照安装应用程序中的说明执行。

●将传感器放在水平、平稳、远离边缘的表面上。

●不要将传感器放置在立体声扬声器或振动的表面上。

●确保传感器的前部不被电源线、计算机缆线或其他固体挡住。

●确保Kinect 传感器位于通风良好的空间并且其通风口未被遮挡。

●传感器应避免阳光直射。

●为了最大程度地减少可能出现的语音识别问题，请减少周围噪音。

例如，不要将传感器放置于风扇、立体声扬声器或噪音较大的机器旁边。

●保持透镜洁净。

二、开发环境
1、功能和优势
2、应用开发范例
汇总了当前使用Kinect SDK for Windows 开发出的各种各样的应用，点击相应的链接可以看到对应Kinect应用的Demo视频。

虚拟应用
Kinect试衣镜，这款基于kinect体感技术的试衣镜，让客户可以快速的试穿衣服，提高销售效率和企业形象。

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Kinect自制应用3D试衣间
/v_show/id_XMjg0MDA3MDYw.html
3D建模
3D摄像机，用两个KINECT实现3D摄像机的基本效果。

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雕塑工具，立等可取Kinect成街头快速人像雕塑工具，利用Kinect对人体进行3D建模，然后根据人体的3D信息，连接相应的塑模设备，塑造出人体塑像。

/v_show/id_XMjU2Njg2MzE2.html
机械控制
用Kinect 操控遥控直升机
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Kinect Robo，使用Kinect作为机器人的头，通过kinect检测周围环境，并进行3D建模，来指导机器人的行动。

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Kinect控制高达机械人
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虚拟乐器
空气吉他，通过Kinect手势操作虚拟吉他弹奏音乐。

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Kinect弹奏中国古代乐器，通过手势的改变可以演奏出不同中国古代乐器的声音。

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虚拟娱乐
Kinect破解“初音”，将体感控制应用到漫画人物——初音上。

/v_show/id_XMjMxNjQ5MzAw.html
变身奥特曼，捕捉玩家骨架数据，虚拟为奥特曼的形态与之随动，并且附加一些特技效果。

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Kinect破解玩光剑，Kinect检测玩家的动作，虚拟出光剑的影像，与之随动。

/v_show/id_XMjI0NTIzOTIw.html
计算机相关应用
Kinect手势操作浏览器，通过Kinect手势对浏览器进行翻页，下拉，放缩等操作。

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Air Presenter，让演讲从此与众不同，用kinect进行演讲的软件。

/v_show/id_XMjU1MTMyNzky.html
Kinect多点触摸，使用kinect实现隔空多点触摸，浏览图片、地图等。

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Kinect体感控制看片，第四军医大学西京医院骨科的医生们将破解的kinect应用在手术室，在术中，手术者可通过体感控制查看患者的影像资料。

大大方便了医生手术，减少了手术室的人员流动。

/v_show/id_XMjM2Nzg2NDky.html
虚拟实验
Kinect蜡笔物理，使用Kinect手势绘图，通过体感控制所绘图形，并使之具有物理特性，比如重力，吸引力等。

/v_show/id_XMjI4MDMwMzM2.html
用Kinect控制闪电（特斯拉线圈）
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其他
一群来自卡内基梅隆的学生使用Kinect的交互特点实现了18个各种各种的有趣的想法。

他们仅仅用了两周的时间，从大二学生到研究生不等。

原文及视频信息链接/2011spring/projects/project-3-interaction/
●ComicKinect
此示例主要应用了Kinect的骨架跟踪技术和玩家分段数据，将拳击和脚踢的交互通过可视的漫画效果表现出来，并且同步发出一些拟声效果。

●MarioBoo
当Kinect传感器检测到有人出现在视野内时，会出现一个幽灵保持在人的背后，随着人
的运动而运动，并且会根据深度信息的远近而改变自身大小。

●Magrathea
Magrathea使用Kinect根据桌上的任何物体动态的产生地形图。

摄像头读取桌上物体的不断变化深度信息，可以展现出类似地球地形逐渐进化的过程。

●WebeMonsters
从中午舞狮中获取灵感，运用Kinect的骨架跟踪技术，两个人分别同坐自己的四肢操纵虚拟怪兽的四肢和头尾。

●Mix&MatchInteractionToy
使用了Kinect/OpenNI骨架技术，使得3张卡片组成的人体可以跟玩家随动，并且通过手的滑动更换图片。

●KinectFlock
作者创建了一个微粒系统，当用户移动时，像棉絮一样的东西会随之涌动，当用户静止时，则聚集到参与者的深度区域。

●roboScan
roboScan是一个3D模型+扫描仪，将一个Kinect设备固定在一个ABB4400机械手上。

设定好的动作和操作者同时控制机器人和摄像机的3D位置。

Kinect的深度数据用来产生一个精确的外部环境的模型。

●Neurospasta
Neurospasta是一个需要全身投入的自由形态游戏平台。

参与者可以控制他们各自基于Kinect的木偶，也可以通过功能设定控制别人的化身。

●Will-o-the-Wisp
这个设计充满了神秘色彩，玩家可以控制一个发光的球体，球体根据玩家手的运动而动，根据深度信息变大或变小。

●BalloonGrab
通过检测手掌张开还是握紧的手势，作者开发了一个基于模拟气球飞行的简易小游戏。

●Hand-TrackingVisualization
该软件使用手势控制音频的可视化效果，结合检测到场景中手距Kinect的深度信息。

参与者手的位置，速度以及其他参数被用来创建一个交互式的声音的可视化效果。