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泥客百科:Kinect
时间:2012/9/1 10:31:39

Kinect是微软在2010年6月14日对XBOX360体感周边外设正式发布的名字。Natal为开发代号。伴随Kinect名称的正式发布,Kinect还推出了多款配套游戏,包括Lucasarts出品的《星球大战》、MTV推出的跳舞游戏、宠物游戏、运动游戏《Kinect Sports》、冒险游戏《Kinect Adventure》、赛车游戏《Joyride》等。 

简介

Natal微软在2009年6月2日的E3大展上。正式公布的XBOX360体感周边外设。Natal彻底颠覆了游戏的单一操作。使人机互动的理念更加彻底的展现出来。

它是一种3D体感摄影机(开发代号“Project Natal”),同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他Xbox玩家分享图片和信息等。

微软互动娱乐业务副总裁唐·马特里克(Don Mattrick)说:“这个技术让我们在不用发售新主机的情况下就可以步入一个互动娱乐的新纪元。”唐·马特里克还说:“先前,有种障碍把电动游戏玩家和所有人都分隔了开,”“现在,有了Natal,大家都能加入游戏,使用发明史上最棒的遥控器——你。”

微软在洛杉矶的E3电子娱乐展上揭示Natal技术。这场娱乐展正好办在电玩产业的转折期。过去电玩产业都被认为对经济衰退免疫,但是有迹象显示整体产业成长有减缓的迹象。

微软的Natal不需要使用任何控制器;它是依靠相机捕捉三维空间中玩家的运动。微软指出它会让系统更加简易操作来吸引大众。

这个系统也辨识人脸,让玩家自动连上游戏。它还可辨认声音和接受命令。

在游戏示范中,玩家们用脚踢仅存在于屛幕中的足球,并用伸手设法拦阻进球。在驾驶游戏中,玩家转动想像中的方向盘来操控电视游戏中的赛车。在绘画游戏,玩家则是说出颜色--“蓝色”或“浅褐色”--然后摇摆双臂来在数码式画板上飞溅一片油漆。

发展历史

Kinect最早是在2009年6月1日E3 2009上首次公布,当时的代号是“Projet Natal”意为初生,遵循微软以城市名作为开发代号的传统,“Projet Natal”是由来自巴西的微软董事Alex Kipman以巴西城市Natal, Rio Grande do Norte命名。Natal在英语中还有初生的含义,这也是微软给予此计划对XBOX360带来新生的期望。在Kinect公布时,微软宣布有超过一千种开发工具于当日发放给游戏开发人员。 为了展示Kinect的魅力,微软在E3 09的媒体发布会上展示了3个游戏Demo,分别是Ricochet、Paint Party(颜料派对) 和 Milo & Kate。一个基于《火爆狂飙:天堂》的Kincet游戏试玩也在这个发布会上一同展示。在E3 09上Kinect的骨骼捕捉技术已经可以在30Hz的条件下同时捕捉四个人的48个骨骼动作。据业界传闻,“Paject Nata”将作重大的设计改变或者硬件升级,将同时有一个新的XBOX360主机随其一同发售,微软随即公开否认了这些报道的真实性。并且一再强调“Paject Nata”完全兼容目前市场上所有型号XBOX360主机,微软的首席执行官史蒂芬鲍威尔在一次发布会上甚至称“Paject Nata”就是新一代XBOX,当被问及下一代主机什么时候上市时,微软副总裁巴蒂尔金则宣称初生计划的发布足以使XBOX360的生命延续到2015年。(普通主机生命周期为5年)在Kincet的开发过程中,项目组成员对许多游戏进行Kincet式实验性的控制方式改变,以此来做项目可能性评估,在这些游戏其中就有《美丽的块魂》和《太空侵略者》,这些游戏在2009年9月的东京电玩展得到展示。创意总监藤角表示这些基于Kincet控制的游戏涉及到游戏代码的重大改变,因而现有游戏将不可能通过软件更新而改变控制方式尽管Kincet传感器单元原计划包含一个微处理器用来处理系统的影像捕捉操作部分。但是到了2010年1月,这个独立的处理器被取消,XBOX360的一个Xenon CPU将负责这部分数据的处理。Kincet系统在运行时将占据XBOX360大约10%-15%的CPU资源,业界评论家称如此数量的CPU能耗增加将使得目前的游戏更加不可能通过软件更新的方式来增加Kincet功能。Kincet的焦点更多的应放在开发商如何充分利用这个硬件上。

3月25日,微软宣布将在E3 2010期间召开名为“初生计划全球首秀”的发布会上公布Kincet的发售日期。这个发布会于2010年6月13日晚在Galen Center举行,在会上微软宣布“Poject Natal”正式命名为Kincet,取意为“kinetic”(运动)和“connect”(沟通)的融合。微软在这次发布会上同时宣布,Kincet将于2010年11月4日在北美正式发售。

市场评价

2012年7月美国科技博客网站BusinessInsider评选出本世纪10款最重要电子产品,Kinect榜上有名。

技术介绍

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。

工作原理

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。

适合人群

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。

Kinect开发API

Kinect 体感游戏在Xbox 360 上获得很好的评价,但是对于 Windows 平台上的开发却一直只能使用非官方的解决方案,例如 NKinect 配合CL NUI SDK ;但是微软终于在 2011 年 6 月推出了 Kinect for Windows SDK Beta,特别是可以使用 C# 与.NET Framework 4.0 来进行开发,这对 .NET 开发人员来说无疑是 2011 年最好的消息了。

微软研究院科学家Anoop Gupta表示:“Kinect for Windows SDK为程序开发人员开启了无限宽广的世界,让他们可以轻松在Windows上发挥Kinect的技术潜力。我们迫不及待想看到开发人员在我们的协助下创造出何种更自然、更直觉的计算机操作体验。”

微软亚洲研究院院长洪小文博士介绍说:“Kinect for Windows SDK包含众多来自微软研究院的创新技术,任何有志于藉助Kinect技术对自然用户接口进行创作性探索的人,都能够享受到它所带来的无限可能。Kinect for Windows SDK还拓展了丰富的可能性,可应用于解决如医疗与教育等领域的社会问题。”

Kinect for Windows SDK主要是针对Windows7设计,内含驱动程序、丰富的原始感测数据流程式开发接口(RawSensorStreamsAPI)、自然用户接口、安装文件以及参考数据。Kinect for Windows SDK可让使用C++、C#或VisualBasic语言搭配MicrosoftVisualStudio2010工具的程序设计师轻易开发使用。

Kinect for Windows SDK的主要特色包括:

- 原始感测数据流:开发人员能够直接取得距离传感器、彩色摄影机以及四单元麦克风数组的原始数据流。这些数据让开发人员可以利用Kinect传感器的低阶数据流为基础进行应用程序开发。

- 骨架追踪:此套SDK能够追踪Kinect视野内一位或二位用户的骨架影像,便于建立以体感操作的应用程序。

- 先进的音效功能:包括抑制噪音与回音消除功能、可透过音波形式辨识声音来源,并且能与Windows语音识别API整合。

- 简易的安装:这套SDK提供了在Windows7上的标准化安装方式,无需复杂的组态设定,安装档案大小也不到100MB。开发人员只要购买标准的Kinect传感器,就能在几分钟内立即开发。

- 完整的说明文件:SDK也随附详细的高质量技术文件。除了内建的说明档案之外,还包括了多个范例详细的逐步分解说明。

游戏开发商

目前,微软公司还没有宣布一个完整的Natal游戏开发厂商名单。但是之前一次会议上,相关人员透露目前世界上主要的游戏厂商中已经有接近8成加入Natal计划。

下面是一些比较出名的大厂商:

Activision Blizzard

Bethesda Softworks

Capcom

Disney Interactive

Electronic Arts

Konami

Microsoft Game Studios

MTV Games

Namco Bandai

Sega

Square Enix

THQ Inc.

Ubisoft

体感系统

1、Kinect是与Xbox 360配套使用的一款摄像头

简单来说,Kinect就是Xbox 360的一款外设。它就像是一款摄像头,可以通过USB接口与游戏机相连。

2、此前名为Project Natal

在正式发布前,微软Kinect一直采用“Project Natal”的名称。但这只是一个开发代号,如今,该产品正式更名为Kinect。

3、使用红外定位

Kinect比一般的摄像头更为智能。首先,它能够发射红外线,从而对整个房间进行立体定位。摄像头则可以借助红外线来识别人体的运动。除此之外,配合着Xbox 360上的一些高端软件,便可以对人体的48个部位进行实时追踪。该设备最多可以同时对两个玩家进行实时追踪。

4、多项额外功能

Kinect还内置麦克风,所以,用户可以直接与Xbox 360进行“对话”。除此之外,这款产品不仅能够通过红外线识别人体,还可以识别出完整的RGB色彩,并借助面部识别技术自动为用户登录。

5、配备自有界面

当Kinect安装完毕后,用户必须要使用独立的菜单系统,而非Xbox 360原有的界面。该界面非常简单,易于使用。要加载Netflix,只需要点击Netflix按钮即可,或者对Xbox 360说“Netflix”也可以启动这款应用。要暂停游戏也可以直接通过语音实现,或者将手放到空中握住虚拟的暂停按钮。

6、内置聊天软件VideoKinect

Kinect配备了一款类似于Skype的视频聊天软件“VideoKinect”。无论用户的好友是在Xbox Live还是Windows Live Messenger中,都可以与之进行视频聊天。除此之外,对话双方还可以一起看视频,而且可以对用户的动作进行实时追踪。

7、11月上市,价格未明

该产品将于今年11月4日上市,但微软并未透露具体价格。

8、同步发售15款游戏

微软在Kinect发布会上宣布,将有15款配套的游戏同步发售。

9、捆绑发售6款游戏

微软宣布将捆绑发售6款游戏,其中4款具体如下:

Kinectimals——这就像是一款配备濒危物种的高清版《任天狗》(Nintendogs)。

Kinect Sports——与任天堂的《Wii Sports》对应,内置保龄球、足球、乒乓球、田径、拳击和沙滩排球。

Kinect Joy Ride——这是一款赛车游戏,虽然很好玩,但控制方面有些缺陷。

Kinect Adventures——这是一款探险游戏,玩家需要通过跑跳、俯身和躲闪等动作来跨越障碍物。

10、还有多款第三方游戏

Your Shape Fitness Evolved——由Ubsisoft开发的健身游戏。

Dance Central——由MTV开发的一款跳舞游戏,无需控制器,直接完成真实的舞蹈动作。

《星球大战》(Star Wars)——关于这款游戏的信息目前还比较少,但肯定会有光剑(lightsaber)和一些卡通图形。该游戏要到2011年才能推出。

尚未命名的赛车游戏——该游戏由Turn 10开发,将于2011年发布。

11、作为游戏外设并不完美

毫无疑问,Kinect令人印象非常深刻,它可以追踪玩家身体的全部运动,而且可以模拟方向盘的动作。但是偶尔仍会存在一些延迟。在某些简单游戏中也会遭遇跳帧等问题,这或许是因为Kinect要利用Xbox 360的处理器来处理所有数据所致。该产品并未配备独立的处理器。

12、潜力巨大

尽管Kinect仍然存在一些缺陷,但其功能仍然非常强大,可以作为客厅中的通用遥控器,来取代以往配备大量按钮的传统通用遥控器。

13、或成Xbox 360平台绝唱

微软去年曾表示,Kinect并不是简单地克隆了Wiimote的创意。它还可以在Xbox 360和Xbox 720之间建立一种联系。试玩报道

微软于2010年6月13日晚间举办了Xbox360视频体感周边“Kinect for Xbox 360(原称诞生计划)”的全球体验会,紧接着又在6月14日上午举办的E3展前发表会中,披露了Kinect周边硬件以及支持游戏的详情。

在接连两场的展前重点发表后,微软在E3展现场也同样以Kinect为重心,环绕摊位中心设置了许多由透明帷幕构成的Kinect体验区,让与会者有机会体验一系列Kinect游戏的魅力,并将Kinect的乐趣传达给帷幕外的观众。

以影像辨识为核心技术的Kinect,结合了传统的2D平面影像摄影与崭新的3D深度影像摄影,通过精确掌握玩家身形轮廓与于肢体位置来判断玩家的姿势动作,并将这些动作对应到游戏中的角色或操作,与游戏或是电影制作时经常采用的“动作捕捉”性质类似,不过并不需要像在身上配戴专属的感应标记,只要轻松走进感应范围内即可游戏。

游戏体验

设置了许多由透明帷幕构成的Kinect体验区

《Kinect Adventures》

首先体验的是通过身体动作来挑战各种冒险运动游戏的《Kinect Adventures》。

《Kinectimals》

接着体验的是通过Kinect与虚拟宠物互动的《Kinectimals》。

《Kinectimals》中提供了虎、豹、狮等数十种大型猫科动物的幼兽作为虚拟宠物。虽说都是些凶猛的“大猫”,不过幼时的模样仍与温驯的小猫没两样。游戏中通过3D绘图细致描绘出这些小大猫的身型与动作,毛茸茸的模样与笨拙逗趣的姿势相当惹人怜爱。

体验活动中预设的虚拟宠物是小老虎,玩家首先是通过Kinect的语音辨识功能让小老虎认识自己的名字,之后就可以叫名字呼唤它过来。接着则是伸出双手与虚拟空间中的小老虎进行亲密的肌肤接触,玩家可以温柔的抚摸它的头部、颈部、耳朵、下巴,让小老虎感到舒服愉悦以增进双方的亲密度。之外还可以通过亲自示范的方式教导小老虎各种动作,像是跳跃、直立、单脚站立、仰卧装死等,能施展的动作会随着学习而逐渐增加。

游戏中也准备了与小老虎的互动游戏,如发表会中曾展示过的跳绳,体验活动中则是展示了障碍赛跑,当小老虎在挑战障碍赛时,玩家必须亲自示范动作让小老虎参考,如奔跑、平举双手过平衡木、跳过栅栏、钻过洞穴等,展现“人兽一体”的绝佳默契。

现场并提供各种游戏登场小大猫的布玩偶要送给体验者,玩偶上还附有特制的彩色条码卡,只要将条码卡拿到Kinect摄影机前扫描,就可以获得与玩偶相同的虚拟宠物。

《Kinect Sports》

接著体验的是包含各种田径与球类运动的《Kinect Sports》。

现场首先体验的球类的保龄球,玩法可说是相当直觉,完全不需要额外学习,只要站定位置,伸出惯用手从送球道拿起保龄球,再依照自己喜欢的方式将球抛出即可。

游戏会感应玩家抛球的方式,除了正统的下勾抛球之外,也可以用暴力的过肩抛球(球道会被砸破)或是搞笑的双手抛球等。Kinect能精确判断抛球时手部挥动的角度,因此可以抛出旋转的曲球。想改变抛球位置时,只要朝左或朝右移动身体即可。体验中可以察觉 Kinect 并未掌握手掌的动作,因此抛球时机是游戏自行判断,与手掌开阖无关。

接着体验的是田径类的100米跨栏,只要原地踏步就能往前奔跑、原地跳跃即可越过栅栏,除了跳跃时机的掌握稍微需要学习之外,其他的操作连3岁小孩都能轻易理解。

《Kinect Joy Ride》

接着体验的是以虚拟方向盘展开趣味竞速的《Kinect Joy Ride》。

《Kinect Joy Ride》是以之前发表的 Xbox LIVE Arcade 休闲赛车游戏《Joy Ride》为基础所强化的版本,让玩家以自己的虚拟人偶来驾驶赛车挑战各种趣味竞速比赛。

游戏以平举双手模拟握方向盘的方式操作,与大多数人小时候玩过的开车游戏没两样。游戏中没有加减速的操作,玩家只要专心控制方向盘即可。过弯时可左右倾斜身体来施展甩尾。集满加速计量表时,只要双手往前猛推就可以启动爆冲加速。当赛车通过跳跃高台飞上半空中时,可向前或向左右倾斜身体让赛车翻滚,以获得额外的特技分数。游戏中提供了各种不同的竞赛模式,有传统的竞速也有趣味的竞技。

《Your Shape: Fitness Evolved》

《Your Shape: Fitness Evolved》是Ubisoft延续先前健身游戏开发经验,并搭配 Kinect 崭新功能所制作。最大的特色就是能通过Kinect完整掌握玩家的动作,来确认是否有确实达成健身课程的要求。游戏开始前首先会扫描玩家全身,借以判断玩家的身型骨架肩宽手长等基本资讯,并将玩家身影以橘红色剪影投射在游戏中(也可以切换为真实影像)。

现场示范了有氧运动与太极吐纳,基本玩法都是教练示范一动、玩家跟著做一动,如果动作或姿势不符合要求的话,画面上会出现文字或是图片提示需要改进的地方。后续又体验了游戏性比较强烈的格斗健身,让玩家挥拳踢脚打破画面上出现的方块来得分。由于Kinect能掌握镜头与被摄者的“距离”,因此必须正确朝前方出拳脚才能打破方块。

《Dance Central》

《Dance Central》是款配合画面指示跳舞的节奏游戏,不同于以往跳舞游戏踏踏板或是搭配特定感应器的玩法,而能真正将玩家全身的动作都对应到游戏中。游玩时画面上的角色会示范标准动作,右方会依序显示动作提示,右上方则是显示玩家的身型剪影。玩家只要配合节奏做出正确动作,就能不断累积分数,与一般音乐节奏游戏的基本系统类似。

由于Kinect能真正感应全身的动作,游玩时并不像以往跳舞游戏那样只有简化的踏步动作,而必须真正做出完整的舞蹈动作,因此对于练习真正的舞蹈技巧有很大的帮助,游戏时精彩的舞蹈表演也让整体气氛显得更为热络有趣。由于有著这些以往所没有的崭新要素,加上收录了许多畅销的热门歌曲,因此现场不论试玩或是围观的人气都相当高。

整体来说,Kinect的操作与玩法与PS2曾推出过的EyeToy有些类似,但是在崭新3D深度影像摄影以及先进的语音与骨架辨识技术的加持下,提供了许多以往所无法办到的精确操作,加上微软展开扑天盖地的全面支持,各协力厂商也纷纷搭上这股风潮推出一系列体感类型游戏,大幅扩展了Xbox360在体感休闲领域的可能性,相当值得期待!