▲Light Coding是以發射紅外線產生散斑,透過感應器紀錄訊號後,交由晶片運算出深度圖像。(圖片來源:PrimeSense)

PrimeSence公司用的Light Coding技術,說穿了與微軟先前買下3DV公司所使用的TOF技術根本就毫不相關,只是產生的結果類似。這點更加印證了微軟收購3DV Systems,只是為了動作感測相關的專利權、取得領先地位。

由於微軟並沒有買斷PrimeSense公司的技術,因此PrimeSensor裝置未來也有可能出現在電視、電腦等消費性產品上,例如CyberLink訊連科技也與PrimsSense合作開發3D互動體驗介面(來源:PrimeSense)。面對將來有可能出現同質性產品,微軟則是強調Kinect的追焦旋轉功能是他們的專利,這點別人不能模仿。
另一關鍵:骨架追蹤系統

了解Kinect如何獲得影像後,接下來就是進行辨識的工作。透過Light Coding技術所獲得的只是基本的影像資料,重點還是要辨識影像,轉換為動作指令。據說Prime Sense公司並沒有提供辨識技術,所以辨識部份得靠微軟自己搞定。

微軟會將偵測到的3D深度圖像,轉換到骨架追蹤系統。該系統最多可同時偵測到6個人,包含同時辨識2個人的動作;每個人共可記錄20組細節,包含軀幹、四肢以及手指等都是追蹤的範圍,達成全身體感操作。為了看懂使用者的動作,微軟也用上機器學習技術(machine learning),建立出龐大的圖像資料庫,形成智慧辨識能力,盡可能理解使用者的肢體動作所代表的涵義。

Kinect偵測的最佳距離為1.2公尺到3.5公尺間,水平視野則是57度,偵測範圍似乎比原本想像的還要小,看來還是不能站的太隨意;Kinec也配備了追焦系統,如果玩家超出影像範圍,底座馬達可驅動Kinect左右旋轉27度。整體看來Kinect對操作空間的限制,似乎比其他體感裝置更嚴格些。



▲Prime Sense公司似乎只提供影像偵測,後面的辨識技術還是靠微軟自己來。(圖片來源:PrimeSense)



▲Kinect一次可追蹤2人的動態,每人能追蹤高達20組細節。(圖片來源:Gamespot)

延遲讓Kinect不精準?

由於Kinect攝影機的影像更新頻率為30FPS,代表動作傳遞將會有33ms(1/30秒)的延遲,CrunchGear也在文中質疑這會不會造成動作偵測上的延遲,為何不使用60FPS以上的錄影規格拍攝?這其實是PrimeSense公司提供的處理晶片能耐,它就只能處理VGA畫質、30FPS的影像。

30FPS影像更新頻率造成的延遲應該有限,因為人類對事物的反應速度幾乎都超過100ms,已經大於30FPS所帶來的33ms延遲,所以該怪的應該是你的反應太慢吧。比起偵測延遲,更該擔心的是辨識需要的時間、以及辨識的精準度。由於Kinect是透過辨識圖像再轉化為指令的方式,大量的影像處理、以及事後的辨識動作,恐怕才是讓Kinect使用者感受到延遲的原因。聽說支援Kinect的遊戲都有針對延遲做最佳化,盡可能讓使用者減少延遲的感受。



▲影像更新頻率並不是Kinect延遲的主因,反倒是晶片處理速度、軟體辨識的影響比較大。(圖片來源:Gamespot)

另外一點備受質疑的,就是在精準度方面的問題,國外調查Kinect的判斷精準度為4mm,的確是輸給了PlayStation Move的1mm。但論精準度,可能每種體感裝置都還比不上實體搖桿。但Kinect帶來的全身體感優勢,所能做的事情鐵定比PlayStation Move和Wii多更多,例如Ubisoft推出的健身遊戲《Your Shape Fitness Evolved》,類似Wii平台上的《Wii Fit》,但是透過骨架追蹤系統來玩瑜珈、武術等遊戲時,對姿勢的要求絕對高於Wii Remote+Wii Fit;舞蹈遊戲《Dance Central》也是相同的道理。

▲雖然Kinect在精準度上遭受到質疑,但全身體感的優勢大幅超越Wii和PlayStation Move。圖為遊戲《Your Shape Fitness Evolved》畫面。(圖片來源:Gamespot)



▲Kinect對姿勢的要求上,鐵定會比對手們來的嚴格許多,躺在沙發上玩體感遊戲這種事就別想了。圖為遊戲《Dance Central》畫面。(圖片來源:joystiq)

Kinect規格表

感應器
彩色和深度感應鏡頭
陣列式麥克風
輔助感應傾斜驅動馬達
完全相容所有的Xbox 360裝置

視野角度
水平視野:57度
垂直視野:43度
實體傾斜範圍:± 27度
深度感應器範圍:1.2m – 3.5m

資料串流
深度感應器:320×240 16-bit @ 30 frames/sec
彩色攝影機:640×480 32-bit @ 30 frames/sec
聲音規格:16-bit @ 16 kHz

骨架追蹤系統
同時辨識6人,包含2人的動作追蹤
每人能追蹤20個點
能讓Xbox LIVE Avatars虛擬人物與使用者動作同步

聲音系統
支援遊戲語音交談以及XBOX Live派對語音交談,需要金會員
具回音消除功能的聲音輸入
支援多國語言


參考資料:http://www.techbang.com.tw/posts/2936-get-to-know-how-it-works-kinect



 

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