體感應用發燒 Kinect搶進視窗、平板與嵌入應用
2012/05/10-DIGITIMES企畫
在筆記型電腦、平板電腦陸續導入觸控應用解決方案下,透過體感控制的應用加值、整合,讓體感產生更多加值應用的設計方向,將會帶出更多新穎應用,甚至帶動3C產業爆發性的成長...
電視遊戲機產業已經發展多年的體感遊戲應用,在Wii、PlayStation 3、XBox 360三大遊戲機平台上,已經成為遊戲機持續擴展市場的關鍵應用,不管是結合紅外線、加速度計、陀螺儀的體感方案,還是採行電腦視覺為基礎的體感方案,其實體感控制已經為3C產品帶來全新的應用體驗。
而自XBox 360體感遊戲發酵的Kinect體感偵測解決方案後,除遊戲應用持續發燒,也讓微軟方面越來越重視Kinect解決方案的延伸應用。
各式遊戲機的體感控制方案
目前體感應用機制,大多集中在電視遊戲機產業的娛樂應用,例如Wii採行以紅外線感測為基礎,同時搭配體感控制器的加速度計、陀螺儀感應數據即時回傳,透過控制器的空間偵測與使用者揮動控制器的動作感測、回饋分析。
進而利用遊戲機上的快速運算基礎換算玩家的空間移動資訊。以Wii的方案為採取控制器輔助強化空間感測,使用者需配戴無線控制器,對使用者加諸過多設備限制,加上紅外線感測基礎容易受環境與空間干擾,在建構精確的感測環境時相對受限較多。
另一大體感應用,則以Play Station 3以機器視覺為基礎的體感控制應用。Play Station 3的機器視覺方案為採取相對低成本、高效益的體感感測基礎,為使用高速攝影機搭配動態影像追蹤,與Wii提出的體感偵測方案接近。
Play Station 3的體感控制方案,也需要搭配專屬的控制器,控制器亦整合動作感應偵測與無線傳輸功能,控制器本身可以透過LED光體發出高亮度色光,讓PS3的攝影機建構的機器視覺架構成本更低、更精確,同時搭配控制器本身的動作偵測參照即時建模產生真實體感偵測機制。
若觀察目前遊戲產業的體感應用設計,多數都需要透過動作控制器來強化操控者動作偵測的精確度,但以微軟(Microsoft)推出的Kinect體感應用方案來說,是目前電視遊戲機產業唯一可以達到人體完全不需配戴額外控制器,建構應用環境最具自由度的體感控制機制,不只是XBox 360最初在推出相關遊戲應用後,即造成市場熱賣,微軟更計畫將持續推廣Kinect for Windows軟、硬體商用計畫,加速擴大Kinect體感應用方案於各式Windows裝置上的延伸應用。
目前微軟持續更新Kinect軟體開發套件(Software development kit,SDK),同時陸續推出可使用在多種Windows作業系統的Kinect for Windows感應方案,尤其是在設備可導入機器視覺方案,如深度攝影鏡頭、Microsoft Speech語音元件等元件與參考設方案,讓業者在開發Kinect體感應用時,可以透過完整的軟、硬體資源,快速建構能整合體感、語音等多元控制應用的新型態3C產品,拓展出遊戲娛樂以外的用途。
檢視Kinect體感控制感應器
目前微軟的Kinect體感控制感應器,所搭載的深度攝影鏡頭其顏色解析度可達到VGA(640×280)、QVGA(320×240),最新的SDK所整合的體感控制演算法,可支援雙人同時參與體感操作,透過嵌入式系統運算可讓Kinect具同步擷取20個動作節點機器視覺功能,體感控制的精準度與靈敏度均具實用水準。
除體感應用的核心機器視覺架構外,Kinect體感控制感應器亦內建Microsoft Speech語音軟/硬體元件,在拾音感測架構透過高感度麥克風搭配語音辨識軟體,可提升語音、音效與同步消除環境噪訊的高辨識能力,透過以高階麥克風陣列搭配24位元類比/數位轉換器(ADC)、雜音消除系統,即使是在嘈雜環境中也能輕易辨識出清晰的語音控制指令。
Kinect for Windows感測器,同時也針對開發人員強化硬體架構設計,感測設備的功能通過完整測試、支援Windows平台之體感和語音雙重控制的人機介面解決方案,尤其是Kinect架構可讓操作者不需配戴任何輔助設備即可進行體感應用控制,感測模組最近可清晰感應前方40cm物體之超近距離動態追蹤,搭配操作者的骨架節點即時建模追蹤,可輕鬆搭配應用方案發展Hand Free的前衛操作應用機制。
Kinect體感控制應用範圍更廣
比較可惜的是,目前在遊戲機產業熱門的體感控制方案,大多採封閉式系統型態設計,相關解決方案僅能在遊戲機上應用,硬體廠商無從取得相關技術來整合產品設計。相對的,微軟除在遊戲產業積極發展Kinect體感應用外,也強勢發展遊戲以外的Kinect體感應用解決方案。
以目前釋出的Kinect體感應用方案,基本上即可輕鬆開發具革命性的人機介面應用設計,透過體感動作、手勢與搭配語音控制擴增應用層面,不只是客廳的遊戲機應用,同時可以整合如LCD電視、校園教育應用、製造應用、醫療應用與數位看板...等多元應用市場,增加Kinect體感應用解決方案的市場滲透率。
現有Kinect for Windows軟/硬體商用計畫,已經在全球12國家推出,Kinect SDK軟體開發套件採免費下載,Kinect具機器視覺與語音感測的開發硬體感測模組零售價為249美元。
目前可使用體感設計方案改善操控的應用領域,除遊戲與教育產業外,相關業者相對看好如醫療、零售等產業,微軟更計畫將Kinect for Windows軟/硬體商用計畫擴及工業控制、汽車電子、數位電子看板/戶外媒體...等嵌入式應用市場,使體感整合語音的非接觸式控制人機介面應用,快速在各行各業建立無法取代的新穎操控機制。
Kinect的機器視覺與語音感測硬體模組,目前可與Windows 7及Windows Embedded嵌入式系統進行整合,可搭配PC/Notebook/嵌入式硬體平台進行功能整合,可快速建構Intelligent System(智慧系統)最前端的基礎感測元件與通訊介面。
由於Kinect的體感解決方案已在電玩應用市場深度整合,並經過複雜的產品考驗,體感控制介面的應用成效具一定程度的可靠度,加上提供完整的SDK解決方案,不管是硬體或解決方案開發商均不需重複投資即可快速完成專案設計,大幅加速產品從概念到設計完成的開發時間。
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