La M icr os oft Ki ne ct è bas at a s u una t e cno log ia s oft w are s v ilup pa t a int e rna me nt e da Ra re , una s us s idiar ia di M ic ros oft G am e St ud ios , e s u u na ra ng e ca m e ra (s v ilup pa t a da P rim e S e n s e ) che int e rp re t a le in form a z ion i 3D prov e nie nt i da u n s e ns ore che ut i liz z a una lu ce inf ra ros s a s t rut t ura t a pe r ricos t ru ire la s ce na 3D . Q ue s t o s is t e m a s canne r 3D è chiam a t o L ig ht C oding e d impie g a una v ariant e de lle be n n ot e t e cnolog ie di r icos t ruz i one d i im m ag ini 3D . La Kine ct è s t at a int rod ot t a s ul m e rcat o s olam e nt e com e u n de v ice da g i oco , conne t t ib ile un icam e nt e al la M i cros o ft X box 3 6 0, com e cont rol le r co nco rre nt e de l Ni nt e ndo Wii e de lla P lay s t at ion M ov e , con l ’ob ie t t iv o di im m e rg e re il g ioca t ore s e mpre pi ù ne l v iv o de ll ’az i one , s e nz a l’us o di g a m e pa d o b ody s e ns ors .
I l punt o di forz a de l s e ns ore Kine ct è racchius o ne l fa t t o che pe rm e t t e a l com put e r di c onos ce re d ire t t ame nt e la t e rz a dim e ns i one , ov v e ro la p rof ond it à de ll ’a m bie nt e in cu i è imme rs o i l g ioca t ore ; i no lt re è i n g ra do di ric onos ce re quando l ’ut e nt e s t a par land o, s a ide n t ificare g li ut e nt i, e s a int e rp re t a re i m ov im e nt i e i g e s t i comp iut i da cias cu n o di e s s i.
L’im pa t t o de l s e ns ore Kine ct be n p re s t o s i è e s pa ns o be n olt re l ’i ndus t ria v ide olu dica , infat t i , comp li ce la s ua g rande dis pon ibi lit à e d i l p re z z o cont e nut o, molt i r ice rcat o ri ha nno pe n s at o di ut il iz z arl o pe r inv e nt a re nu ov i m odi pe r int e rag i re con le ma cchi ne , da i s is t e m i inf orm at iv i , al co nt ro ll o robot ico.
D a l punt o d i v is t a t e cnico , I l s e ns ore K ine ct è una ba rra oriz z o nt ale con ne s s a ad una pi cco la bas e mot oriz z a t a e d è di s e g na t o pe r e s s e re pos iz iona t o s opra o s ot t o u n t e le v is ore . I l de v ice è e quipa g g iat o a nche di una t e le cam e ra RG B, un s e ns ore di p rof ond it à e un mu lt y -a rra y di m icr ofo ni che g ara nt is con o il m ot ion t rack ing 3D d i t ut t o il cor po, i l r ico nos ci m e nt o de l la fa cc ia e de lla v oce .
Ne lla Ki ne ct l’as s e mblag g io d e ll ’i ll um in az ione e l’a s s e m bla g g io de ll ’im m a g ine cat t ura t a s ono cont r ol lat i in acco rdo a d una re laz ione s pa z iale fis s a. Q ue s t a config u raz io ne , ins ie me al le t e cnic he di pr oce s s a m e nt o us a t e dall’im a g e proce s s or, re ndon o pos s ibi le u n m ap pin g 3D us ando s ol o l’ im m ag i ne cat t ura t a , s e nz a m ov ime nt o re lat iv o t ra i l s is t e m a di il lum inaz io ne e i l s is t e m a d i cat t ura , e s e nz a il c oinv o lg im e nt o d i part i in m ov im e nt o.
P e r s e m pli fica re la c om put az io ne de lla m appa 3D e de i ca m biam e nt i int e rco rs i in t a le m a ppa d ov ut i a l m ov i m e nt o d i un og g e t t o, l ’a s s e m bla g g io di ill um ina z ione e imm ag ine è s t rut t ura t o in m od o che l’a s s e ot t ico pa s s a nt e pe r il ce nt r o de lla f ot ocame ra che cat t ura l ’ im m a g ine , e l o s pot co inc ide nt e co n la s org e nt e lumin os a, s iano para lle li a d un o de g li as s i de ll ’i m m ag ine cat t ura t a da l s e ns ore , conv e nz i onalme nt e l’as s e X , m e nt re l’as s e Z cor ris po nde a lla dis t a nz a dal de v ice .
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Uno s h ift lung o la di re z ione Z d i u n p un t o de l l’ og g e t t o, g e ne ra un o s h ift a n che lung o l ’a s s e X ne llo s pot pat t e rn os s e rv at o ne l l’ im m ag ine . Le c o ord ina t e Z de i punt i de l l’ og g e t t o, cos ì come g li s h ift di co ord inat e lung o Z ne l t e m p o, p os s ono pe rci ò e s s e re s t imat e a part i re da lle d iv e rg e nz e os s e rv a t e t ra le m is uraz ion i de g li s hift lu ng o X de g li s pot pr odot t i dall ’im ma g ine cat t urat a dal la Kine ct , e un’imm a g i ne di r ife r ime nt o p re s a ad u n a dis t a nz a Z be n n ot a . G li s hift lung o Y pos s ono e s s e re t ras curat i.
Q ue s t o a pprocci o, una s o rt a di t ria ng o la z ione , è pa rt ico larm e nt e app rop ria t o pe r il ma ppi ng 3D che fa us o di pa t t e r n di s pot in cor re lat o. P e r g e ne ra re la m appa 3D di un og g e t t o, g li im a g e pr o ce s s ors com paran o i g rup pi di s pot in cia s cuna a re a de ll ’imm ag ine cat t ura t a con l ’im m a g ine di r ife r im e nt o pe r t rov a re i l g rup po c he g arant is ce i l m ig l i or m a t ch ing pos s ib ile . Lo s h ift re la t iv o t ra i m a t chi ng g roup d i s pot ne ll’ im m a g ine for nis ce l o s hift l ung o Z. Lo s hift ne llo s pot pat t e rn può e s s e re m is urat o us ando la c orre laz io ne d’ im m ag ine o alt ri me t o di di imag e mat ching be n not i.
I l s e ns ore di pro fon dit à cons is t e di un pro ie t t ore la s e r di inf ra ros s i com b ina t o con un s e ns ore C M OS mo nocr om at ico che ca t t ura da t i v i de o in 3D s ot t o quals ia s i c ond iz io ne d i l uce amb ie nt ale . I l rang e de l s e ns ore d i p rof ond it à è re g ola bi le e i l s oft w a re k i ne ct è i n g rad o di cal ibra rlo in m od o a ut om a t ic o s ul la bas e de l g io co o de ll ’a mbie n t e fis ic o d e l g ioca t o re , in m od o da a de g ua rs i a lla pre s e nz a di m obi li o a lt ri t ip i d i os t acol i .
L’out put v ide o de l s e ns ore è d i 30Hz , lo s t re am v ide o RG B ha una ris o luz io ne di 8bit VG A 64 0x 480 p ix e l, co n u n filt ro co lore d i Bay e r , m e nt re i l s e ns ore d i prof ond it à pe rce pis ce v ide o in VG A c on 11 bit ci oè 204 8 liv e l li d i s e ns ib il it à . I l ra ng e di ut il iz z o de lla k ine ct , quan do u t iliz z at a con s oft w are Xb ox è com pre s o t ra 1. 2 e 3. 5 me t ri d i d is t anz a. L’a re a ric hie s t a pe r g ioca re con la k ine ct è all’ inc irca d i 6 me t r i quad ri , un v o lum e di 12 m e t r i cu bi, non os t ant e il s e ns ore s ia in g ra do d i e f fe t t uare i l t racciam e n t o in un ra ng e pi ù am p io , t ra 0. 7 e 6 m e t ri. I l s e ns ore ha un a ng ol o d i v is ione di 57° or iz z ont a lm e nt e e 43° v e rt icalm e nt e , me nt re il piv ot mot or iz z a t o pu ò g a ra nt ire ult e rio ri 2 7° s ia in alt o c he in bas s o. I l camp o or iz z ont ale de lla k ine ct a lla d is t a nz a m in im a di 0. 8 m e t ri è pari a c irca 8 7cm, e i l cam p o v e rt icale a 63cm , c he com p ort a una ris ol uz ione di 1. 3m m pe r p ix e l.
C om e ampiame nt e de s crit t o in pre ce de n z a, la k ine ct è f orm at a e s s e nz ia lm e nt e da 3 t ip i di i nput , u na n orma le t e le cam e ra , un s e ns ore d i pr ofo ndit à e u n a rra y di m ic rof oni. L’ out put è cos t it uit o da due m a t rici , una pe r la ca m e ra RG B e un’a lt ra pe r la de pt h came ra. La pr im a v ie ne m os t ra t a di re t t a m e nt e in m od o g ra fico , i n q uant o t rat t as i di s e mp lic is s im e s ucce s s ioni d i im m ag ini a lfa RG B; la s e conda è di s olit o ut il iz z at a ne l ric on os cim e nt o de l lo s che le t r o, pu ò e s s e re m appa t a come u na ra ng e imag e , c on un a col oraz i one c he e s prim e la pr ofon dit à de g li o g g e t t i come ri port at o in fig ura.
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