Kinect for Window SDK. Часть 1. Сенсор

• [Kinect for Windows SDK. Часть 1. Сенсор]
• Kinect for Windows SDK. Часть 2. Потоки данных
• Kinect for Windows SDK. Часть 3. Функциональные возможности
• Играем в кубики с Kinect ^[1]
• Программа, апорт! ^[2]

Три части обзорной статьи можно считать вводными к двум другим: «Играем в кубики с Kinect» и «Программа, апорт!». Хотя хронологически они идут последними. Более того, за время их написания Microsoft успел выпустить новую версию SDK – 1.5. Какой удар со стороны корпорации!

Как вам должно быть известно, Kinect – это бесконтактный контроллер, т.е. скажем в играх, вместо того, чтобы яростно стучать по клавиатуре или терзать gamepad, вы размахиваете руками и ногами и время от времени голосом даете какие-то команды. Самое время спрятать дорогие китайские вазы X века подальше!

Начинать знакомство с Kinect лучше со знакомства с самим сенсором. Это небольшая черная коробочка с тремя камерами, длиной чуть более 20 см и высотой около 5 см (не считая ножки). Один нюанс – в Kinect две камеры. И это изображение (взято из MSDN ^[3]) тому подтверждение.

• IR Emitter – Инфракрасный излучатель. Да, это не камера. Его назначение испускать инфракрасные лучи, которые, отражаясь от предметов, попадают назад в сенсор, где их принимает:
• IR Depth Sensor – Инфракрасный приёмник. Собирает отраженные лучи, преобразуя их в расстояние от сенсора до объекта(ов). И таким образом строится, можно сказать, матрица расстояний — целый кадр. Максимальное разрешение 640x480 (30 fps). Если говорить о переводе мне кажется, «ИК приёмник» лучше отражает суть, чем дословный «ИК датчик глубины».
• Color Sensor – Цветная камера. Захват видео с максимальным разрешением 1280x960 (12fps). Угол обзора камеры: 43° по вертикали и 57° по горизонтали (угол обзора дальномера идентичный). Можно выбрать формат картинки: RGB ^[4] или YUV ^[5].
• Microphone Array – набор микрофонов. 4 встроенных микрофона позволяют определить местоположение источника звука и направление звуковых волн. Встроенный обработчик звукового сигнала включает подавление эха и уменьшение шума.
• Tilt Motor – Коррекция наклона. Позволяет программно настраивать наклон сенсора в диапазоне ±27° по вертикали.

Сенсор подключается к компьютеру через USB, хотя, строго говоря, USB устройством не является, т.к. имеет несколько отличную прошивку, нежели стандартное USB устройство. Найти какие-либо комментарии по этому поводу не получилось, но можно предположить, что сделано это исключительно в целях повышения производительности. Вы можете подключить до четырех сенсоров ^[6] одновременно.

Другой важный аспект аппаратной части – диапазон «рабочих» расстояний, т.е. на каком расстоянии сенсор способен видеть объекты (данные дальномера). И снова картинка помогает продемонстрировать возможности Kinect.

Режим Default Range доступен как для Kinect for Windows, так и для Kinect for XBox, но Near Range доступен только для сенсора Kinect for Windows. Простой пример: для всех объектов в кадре находящихся в пределах Normal Values сенсор вернёт измеренное расстояние, но для объектов, выходящих за этот диапазон, сенсор вернёт либо ноль, либо определенную для каждого диапазона константу ^[7] (зависит от заданных вами настроек). Одно из существенных отличий SDK 1.5 от 1.0 в том, что теперь в режиме Near Range можно получить информацию о сидящем человеке, это так называемый трекинг сидящей фигуры (seated skeletal tracking). Kinect отслеживает 10 точек: голову, шею и руки. Но об этом чуть позже.

Хочется обратить внимание на различия ^[8] двух Kinect (XBox и Windows). Первый разрабатывался и тестировался с одним устройством – XBox. Второй же, напротив, должен работать с широким диапазоном устройств (компьютеров), поэтому его кабель короче, а специальное устройство призвано не позволить Kinect подраться с остальной USB периферией. Лицензионное соглашение позволяет использовать Kinect for Windows в коммерческих целях, а Kinect for XBox нет.

Перейдем теперь к установке SDK. В версии 1.5 Microsoft разделил SDK на два пакета. Скачать их можно с официальной страницы ^[9]:

• Kinect for Windows SDK. Включает APIs и драйверы сенсора.
• Kinect for Windows Developer Toolkit. Включает Kinect Studio (полезный для отладки инструмент), Face Tracking SDK, примеры кода и документация.

Не будем останавливаться на установке SDK, в этом нет ничего сложного или интересного. А вот что действительно интересно так это то, что же разработчик может получить от Kinect? Взглянем на следующие возможности:

• Skeletal Tracking (трекинг человеческой фигуры)
• Face Tracking (трекинг лица)
• Speech Recognition (распознавание речи)

Обзор этих функций вы найдете в следующих частях статьи.

Полезные ссылки:

• Kinect for Windows SDK ^[9]
• Руководство разработчика ^[10]. Можно найти примеры на C# (managed code) и на C/C++ (unmanaged code)
• Kinect for Windows Quickstart Series ^[11]. Серия видео-уроков о возможностях Kinect (весьма полезная для знакомства с устройством).
• Near Mode: What it is (and isn’t) ^[12]. Статья о near mode, хотя написана в преддверии SDK 1.0, но полезна в плане разоблачения некоторых мифов.
• Форумы ^[13] Kinect for Windows SDK. Здесь можно обратиться за советом к экспертам.

Автор: Lardite