Kinect：人機(jī)交互新入口

張浩鵬

2010年11月，微軟推出了XBox360游戲機(jī)的一個附件：Kinect。 這個被微軟內(nèi)部和外界一致看作是用來對抗Wii的體感游戲的設(shè)備，一上市就開始熱賣，在14個月內(nèi)全球熱銷了1800萬套。XBox360也是母憑子貴，一舉擊敗多年的老對手PS3，攀上了北美家用游戲機(jī)的銷量寶座，并且直到今天一直牢牢把持著頭把交椅。

這款小小的游戲設(shè)備帶來的影響遠(yuǎn)不止在游戲領(lǐng)域。Kinect剛一問世，就以其創(chuàng)新的設(shè)計吸引了大量黑客的目光。他們顯然不想讓這個神奇的東西僅僅用來玩游戲。于是各種各樣新奇的點(diǎn)子開始圍繞Kinect產(chǎn)生出來。

從外觀上看，Kinect象是一個笨重的電腦攝像頭，比普通的電腦攝像頭個頭要大。看似普通的外表下，是兩顆攝像頭，一顆是普通的RGB攝像頭，和平時見到的攝像頭并無二致；另一顆是紅外攝像頭，用來檢測物體到攝像頭的距離。基于這樣的硬件，背后的算法實(shí)現(xiàn)了更多的基礎(chǔ)功能，例如檢測人體的骨架，檢測四肢的動作等等。

有了底層硬件和算法的支持，微軟提供的專為Kinect設(shè)計的一系列游戲也充滿了新奇的樂趣。

Kinect的創(chuàng)新之處，主要在于利用兩個攝像頭來識別人體的各種動作，從而實(shí)現(xiàn)無接觸式操作。這一創(chuàng)新突破了幾代人機(jī)交互界面必須接觸設(shè)備的限制，此前的無論是鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板還是觸摸屏，甚至于Wii的體感控制手柄，都需要手和這些設(shè)備直接接觸。而Kinect則在人體和設(shè)備不接觸的情況下實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的控制。看似很小的一步，實(shí)則凝聚了大量的技術(shù)，否則也不會引來黑客界一片喝彩了。其實(shí)Kinect也配有麥克風(fēng)，可以進(jìn)行語音控制，但這個功能跟體感控制相比顯然只是附加的。

讓微軟始料未及的是，圍繞Kinect的開發(fā)熱潮迅速席卷了全球，黑客們開發(fā)了很多好玩的應(yīng)用，例如手勢輸入法、體感瀏覽器等等。微軟順勢推出了給電腦使用的Kinect設(shè)備以及相關(guān)的編程接口。除了提供技術(shù)上的支持，微軟還采用了現(xiàn)在火爆的創(chuàng)業(yè)孵化器的形式，和在美國僅次于YCombinator的孵化器公司TechStars聯(lián)手，舉辦了Kinect加速器。全球范圍內(nèi)微軟廣發(fā)英雄帖，共有超過500個團(tuán)隊(duì)被吸引參選，最終有11個隊(duì)伍參加了最后的孵化器。參加孵化的這11個隊(duì)伍，代表了當(dāng)前Kinect應(yīng)用開發(fā)的最高水平。這些應(yīng)用五花八門，利用了Kinect的不同特性。

利用Kinect檢測人體動作這一特性的公司有Gesture， 他們研發(fā)了基于Kinect的模擬鼠標(biāo)系統(tǒng)，市場目標(biāo)是手術(shù)室的醫(yī)生。由于無菌的要求，醫(yī)生無法直接使用鼠標(biāo)或者鍵盤這樣的接觸式設(shè)備。一般的解決方法是停下手術(shù)戴著厚手套操作，或者由醫(yī)生指揮護(hù)士操作。這顯然不如Kinect控制電腦來的方便和直接。另一家利用了姿勢檢測的公司Jintronix也瞄準(zhǔn)了醫(yī)療市場，他們設(shè)計的軟件用來幫助中風(fēng)病人恢復(fù)。通過Kinect可以知道病人的動作做的標(biāo)準(zhǔn)不標(biāo)準(zhǔn)，并且給出康復(fù)計劃，監(jiān)控恢復(fù)進(jìn)度等等。這樣的治療方案比起醫(yī)生的治療要廉價很多，使得更多的人能夠負(fù)擔(dān)得起。Ubi使用Kinect檢測手指的動作，從而能夠?qū)⑹种冈谕队吧系膭幼髯R別為點(diǎn)擊、拖動等觸摸屏的操作，利用這一創(chuàng)意，他們可以將任何顯示屏或者投影變成“可觸摸”的體驗(yàn)。

前面提到Kinect有兩個攝像頭，除了一個普通的RGB攝像頭，另有一個檢測深度的紅外攝像頭。我和合作伙伴一起創(chuàng)辦的公司NConnex就是利用了這一特性，實(shí)現(xiàn)了將Kinect變成3D掃描儀的算法。用戶只需要拿著Kinect繞著物體走一圈，就可以得到物體的3D模型了。第一批用戶主要來自家具行業(yè)，他們利用這一解決方案將店里的家具變?yōu)?D模型，再利用NConnex提供的iPad增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，使得要購買家具的消費(fèi)者可以在家里提前感受一下家具的真實(shí)大小和風(fēng)格是否和房間匹配，從而方便消費(fèi)者挑選家具，減少退貨率。 另一家利用紅外攝像頭做3D掃描的是Styku，不過他們選擇的領(lǐng)域是服裝試穿，通過掃描身體，得到一個人體的3D模型，再給消費(fèi)者推薦合適尺碼的服裝，幫助網(wǎng)購的消費(fèi)者挑到正確的衣服。

還有劍走偏鋒的Kimetric公司，試圖利用Kinect檢測到的人體骨架來判斷消費(fèi)者的年齡、性別、身高等數(shù)據(jù)，從而得到一個自動統(tǒng)計系統(tǒng)。目前他們正將這套系統(tǒng)給美國的一些商場試用，商場可以在想檢測的商品柜臺前安裝一個Kinect，從而知道關(guān)注該商品的消費(fèi)者的一些群體特征。還有其他一些公司將Kinect用于老人行動監(jiān)測，體育教學(xué)等領(lǐng)域，也帶來了不少新意。

Kinect從發(fā)布到現(xiàn)在還不到兩年時間，不過前景一片光明。參加孵化器的這些公司雖然也只是剛剛起步，但是已經(jīng)獲得了風(fēng)險投資的支持來進(jìn)行更大的發(fā)展。微軟也宣布將會在Windows8中直接支持Kinect，更是表明了對這一設(shè)備的看好。Kinect給人機(jī)交互帶來的革命，將使它走出客廳，走進(jìn)辦公室，走進(jìn)醫(yī)院，走進(jìn)車間，走進(jìn)健身房，甚至走向太空。