Gaming-Technologie macht großen Sprung

Videospiele sind nicht mehr nur für die agile Finger- und Daumen-Masse gedacht. Die Spielebranche hat sich zuerst mit der Wii- Konsole und jetzt mit der Xbox Kinect von Microsoft voll entwickelt . Vorbei sind Controller erforderlich; Das ist Ganzkörperspiel. In diesem Artikel überprüfen wir, wie es funktioniert, und nach umfangreichen persönlichen Tests werden wir beurteilen, ob diese Technologie für die Primetime bereit ist.

Diese kleine Blackbox enthält mehrere Funktionen, mit denen Spieler der Controller sein und das Gefühl haben, tatsächlich im Spiel zu sein. Als wir von diesem Sensor hörten, der es den Spielern ermöglicht, ihren gesamten Körper in einen Gamecontroller zu verwandeln, waren wir überzeugt, dass wir nur untersuchen mussten, was wirklich in diesem revolutionären Gerät vor sich geht.

Software

Die Software macht den Kinect zu einem bahnbrechenden Gerät. Entwickler für den Kinect haben eine unglaubliche Menge an Daten zur Bewegungserfassung von sich tatsächlich bewegenden Dingen in realen Szenarien gesammelt. Durch die Verarbeitung all dieser Daten mithilfe eines speziellen Algorithmus für maschinelles Lernen mit künstlicher Intelligenz kann der Kinect die gesammelten visuellen Daten auf Modelle abbilden, die Personen mit unterschiedlichem Hintergrund (Alter, Größe, Geschlecht, Körpertyp, Kleidung usw.) darstellen. Dies ist nur eine der Möglichkeiten, mit denen Entwickler dem Kinect helfen konnten, etwas über seine Umgebung und das, was er tatsächlich sieht, „zu lernen“.

Das „Gehirn“ des Kinect ist wirklich das Geheimnis. Im System ist genügend Intelligenz gespeichert, um zu analysieren, was es sieht, und dies mit der gespeicherten Sammlung von Skelettstrukturen abzustimmen, um Ihre Bewegungen zu interpretieren. Sobald das Gehirn über genügend Daten zu Ihren Körperteilen verfügt, gibt es diese Referenzdaten in einer vereinfachten 3D-Avatarform aus. Neben der Messung der Spielerbewegungen muss der Kinect auch die Entfernungen verschiedener Punkte auf Ihrem Körper während des gesamten Spiels beurteilen. Zu diesem Zweck werden zahlreiche Sensoren verwendet und alle diese Daten 30 Mal pro Sekunde analysiert.

Hardware

Der Kinect enthält drei wichtige Elemente, die zusammenarbeiten, um Ihre Bewegung zu erkennen und Ihr physisches Bild auf dem Bildschirm zu erstellen: eine RGB-Farb-VGA-Videokamera, einen Tiefensensor und ein Multi-Array-Mikrofon.

Die Kamera erkennt die roten, grünen und blauen Farbkomponenten sowie Körpertyp- und Gesichtsmerkmale. Es hat eine Pixelauflösung von 640×480 und eine Bildrate von 30 fps. Dies hilft bei der Gesichtserkennung und Körpererkennung.

Der Tiefensensor enthält einen monochromen CMOS-Sensor und einen Infrarotprojektor, mit denen die 3D-Bilder im gesamten Raum erstellt werden können. Es misst auch die Entfernung jedes Punktes des Körpers des Spielers, indem es unsichtbares nahes Infrarotlicht durchlässt und seine „Flugzeit“ misst, nachdem es von den Objekten reflektiert wurde.

Das Mikrofon besteht aus vier Mikrofonen, mit denen die Stimmen des Players von anderen Hintergrundgeräuschen isoliert werden können, sodass die Spieler ihre Stimmen als zusätzliche Steuerfunktion verwenden können.

Diese Komponenten kommen zusammen, um 48 verschiedene Punkte am Körper jedes Spielers zu erkennen und zu verfolgen, und wiederholen sich 30 Mal pro Sekunde.Durch das Zusammenfügen von Hardware und Software kann der Kinect 3D-Bilder erstellen und Menschen in seinem Sichtfeld erkennen. Es kann die Person davor analysieren und mehrere „Filter“ durchlaufen, um festzustellen, welcher Typ der Körperstruktur mit dem in seinem System programmierten richtigen Typ übereinstimmt. Daten werden ständig zwischen dem Kinect und den Objekten in seinem Sichtfeld hin und her übertragen, während Sie einfach den Spaß genießen, ein Charakter in einem Spiel zu sein, ohne etwas in Ihren Händen zu halten.So großartig es auch klingt, ein Spiel ohne Controller spielen zu können, es hört nicht nur beim Spielen von Videospielen auf. Es gibt unzählige mögliche Anwendungen mit dem Kinect, weit weg von der Spielewelt. Lesen Sie unten einige der wirklich bemerkenswerten Anwendungen.

Roboteranwendungen

Da der Kinect über einen Infrarotprojektor, eine Infrarotkamera und eine Farbkamera verfügt, ist er auch für Roboter ein hervorragendes Bildgebungswerkzeug . Um die Reichweite und Autonomie von Robotern zu verbessern, müssen sie in der Lage sein, die Umgebung zu sehen. Eine Möglichkeit, dies zu tun, ist die gleichzeitige Lokalisierung und Zuordnung oder SLAM.

Traditionell sind diese Arten von Sensoren entweder teuer und umständlich oder billig und unzuverlässig. Laser-Arrays sind teuer und schwer und können nur in zwei Dimensionen abgebildet werden. Stereokameras sind leicht und können in 3D abgebildet werden, erfordern jedoch eine enorme Rechenleistung. Ken Conley von Willow Garage kann jetzt seinen mit Kinect ausgestatteten TurtleBot für 500 US-Dollar verkaufen. Eine gigantische Ersparnis gegenüber der vorherigen Nicht-Kinect-Version, die über 250.000 US-Dollar kostete!

Der TurtleBot ist eine anpassbare mobile Roboterplattform, die auf einer iRobot Create-Plattform läuft und die Open-Source-ROS-Plattform (Robot Operating System) verwendet. Der TurtleBot verwendet den Kinect, um die Welt in 3D zu sehen und Menschen zu erkennen und zu verfolgen. Sie können TurtleBot sofort so programmieren, dass Sie Karten Ihres Hauses erstellen und von Ihrer Küche zu Ihrem Lieblingssitz im Wohnzimmer navigieren. Es kann auch Bilder aus Ihrem Haus aufnehmen und zusammenfügen, um ein 360-Grad-Panorama zu erstellen.Mit leistungsstärkeren und robusteren Plattformen kann ein Benutzer auch Gestenbefehle zur Steuerung des Roboters wie des PR2-Roboters eingeben und die Gliedmaßen sogar fernsteuern, als wären sie Ihre eigenen. Vielleicht können wir sie eines Tages verwenden, um schwere Gegenstände für uns zu heben und andere Aufgaben zu erledigen.

Wissenschaftliche Anwendungen

Im vergangenen Jahr drängte sich Doktorand Ken Mankoff mit einem Rucksack, der einen Laptop, einen Akku und einen Kinect enthielt, in eine kleine Höhle unter dem Rieperbreen-Gletscher in Svalbard, Norwegen. Einmal drinnen, scannte er mit dem Kinect-Sensor den Boden der Höhle in 3D, um seine Größe und die Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche abzubilden. Dies hilft den Wissenschaftlern besser zu verstehen, wie das Eis über dem Meer in Richtung Meer fließt. Der Kinect wird aufgrund der 3D-Daten, die er in sichtbaren und infraroten Wellenlängen mit sehr hoher Genauigkeit erfasst, schnell zu einem wichtigen Werkzeug.

Der Kinect ist in einer eigenen Liga und erfasst effektiv 9 Millionen Datenpunkte pro Sekunde. Herkömmliche Scan-Tools können sperrig sein und mithilfe von LIDAR (Light Detection And Ranging) Laserpulse senden, um Oberflächen über viele Kilometer genau zu messen. Diese Systeme kosten jedoch zwischen 10.000 und 200.000 US-Dollar und wurden von speziellen Herstellern bestellt und von geschulten Fachleuten betrieben. Auf der anderen Seite kostet der Kinect rund 120 US-Dollar und misst im Bereich von drei bis 16 Fuß. Er passt in Ihre Tasche. Der Kinect ist aufgrund seiner geringen Kosten ein inspirierendes Gerät und die meisten Schüler sind bereits damit vertraut.

Klein und billig heißt kaum unfähig. Der Kinect hat sogar Relevanz im Raum. Naor Movshovitz, ein planetarischer Ph.D. Der Student an der UC Santa Cruz sagte, die Daten wären nützlich für zukünftige Missionen, bei denen wir möglicherweise mittlere bis große Asteroiden ablenken müssen, die die Erde zu treffen drohen.

Wir haben ziemlich gute Daten darüber, wie Objekte die Erdoberfläche beeinflussen, aber wie unterscheiden sich die Auswirkungen bei extrem geringer Schwerkraft? Die Idee ist, mit einem der schwerkraftreduzierten Flugzeuge der NASA zu untersuchen, wie ein kleines Projektil auf einen Schmutzhaufen treffen würde, während mit dem Kinect die dreidimensionale Position von Objekten gemessen wird, um Daten darüber zu erhalten, wie Trümmer nach dem Projektil ausgeworfen werden Einschlag.

Zeichensprache

Studenten aus Georgia Tech erstellt CopyCat , einer Plattform zu sammeln Gestendaten für die ASL (American Sign Language) Erkennungssystem und als eine praktische Anwendung zu Hilfe entworfen taube Kinder entwickeln Gedächtnis und Sprachkenntnisse zu arbeiten , während sie das Spiel spielen. Der Kinect-Sensor hat dazu beigetragen, dass keine farbigen Handschuhe mit am Handgelenk montierten Beschleunigungsmessern erforderlich sind. Ziel ist es, eine komplexere Zeichenkonstruktion anstelle der normalen ein oder zwei Zeichenphrasen zu fördern.

Zusammenfassung

Das ist nicht nur cool; Dies ist ein ebenso wichtiges Werkzeug wie die Computermaus. Noch in den Kinderschuhen erwarten wir, dass Kinect und seine zukünftigen Generationen nicht nur die Art und Weise, wie wir spielen, sondern auch die Art und Weise, wie wir alle Maschinen in unserem Leben steuern, verändern werden. Diese Technologie erhält unsere höchste Bewertung!