همراه با کینکت؛ بررسی فنی دوربین Kinect Xbox 360

پروژه ناتال «Natal» اسم رامزی بود برای دوربین سه بعدی کینکت «Kinect» که با ویدئوی جنجالی «مایلو» معرفی شده بود. ویدئویی که در آن پیتر مولینیو طی مراسم E3 2009 نشان داد که میتوان با بازی های ساخته شده با این دوربین تعامل داشت. پروژه ناتال یا همان دوربین کینکت ایده خلاقانه ای بود که در آن زمان با قیمت ۸۰ دلار معرفی شد و در حال حاضر نسخه دوم این دوربین به نام Xbox One Kinect معرفی شده که در مقاله بعدی در موردش صحبت خواهیم کرد.

کینکت نتیجه صدها میلیون دلار تحقیقات مایکروسافت است که تا به مرحله تکامل برسد. کینکت «Xbox 360 Kinect» مجموعه پیچده ای از سنسورهای قدرتمند حرکتی است که میتواند در یک محیط سه بعدی افراد مختلفی را شناسایی کند. بنابراین از این منظر با کنترلرهای مختلفی همچون ویموت «Wiimote» کنسول نینتندو و پلی استیشن موو «Playstation Move» کنسول PS4 متفاوت است. ما سعی کردیم در این بررسی به آنالیز متفاوتی از دوربین Xbox 360 Kinect را ارائه کنیم و در مقاله بعدی هم قصد داریم دوربین Xbox One Kinect را مورد بررسی قرار دهیم.

به طور کلی قدرت پردازشی دوربین کینکت «Kinect» توسط پردازشگر کنسول Xbox 360 تامین میشد و تصاویر این دوربین به دو صورت ثبت تصاویر رنگی از محیط سه بعدی اتاق نشیمن و عمق تصویر جمع آوری میشد. سپس این تصاویر بای پرازش به پردازشگر کنسول Xbox 360 فرستاده میشد تا نتیجه نهایی به صورت تصاویر گرافیکی به نمایش درآید. دوربین کینکت «Kinect» شامل دو دوربین و یک پروژکتور IR است که با مشخصه های مختلفی به ثبت رسیده اند.

کالبدشکافی| کنسول بازی Xbox One

به گفته مایکروسافت، دوربین مادون قرمز یا اینفرارد کیفیتی معادل ۳۲۰×۲۴۰ پیکسل و دوربین RGB هم از کیفیتی معادل ۶۴۰×۴۸۰ پیکسل استفاده میکند. به صورت کلی میتوانیم بگوییم که کینکت یک دوربین کوچک است که از دو لنز قدرتمند و یک درگاه مادون قرمز برای تشخیص عمق تصاویر و یک دوربین رنگی (RGB) برای تشخیص تصاویر استفاده میکند. به صورت افقی روبروی شما قرار میگیرد و حرکات بازیباز را تحت نظر میگیرد و تمام فعالیت های او را شبیه سازی میکند.

کینکت تنها یک شبیه ساز اندام نیست و به اجزای مختلفی تقسیم میشود. ۳D motion capture اولین جزء کینکت است که به صورت کاملاً سه بعدی اندام بازیباز را اسکن کرده و میتواند شبیه سازی نسبتاً دقیقی از ان ایجاد کند. Facial Recognition یا شناسایی چهره به صورت ژئومتریکالی که با استفاده از داده های الگوریتمی میتواند حتی از چهره دو بعدی یک شبیه سازی سه بعدی را ایجاد کند از اجزای دیگر این دستگاه خواهد بود که بخش بسیار مهم و حساسی به حساب میادچون میزان شدت نور و یا ارایش صورت میتواند به راحتی معادلات را بر هم بزند.

Voice Recognition و یا شناسایی صدا در کینکت هم مسئله مهمی بود که طراحان با ان روبرو بودند، زیرا در این بخش با بی نهایت تن اوایی و صدایی مواجه میشویم و علاوه بر تشخیص صدا؛ باید اصوات و دیگر صدا ها نیز قابل پردازش باشند و به همین دلیل میکروفن های چند گانه ای در کینکت به کار رفته تا تفکیک صدا را به خوبی انجام دهند. مسئله Acoustic Source Localozation یا منابع اکوستیک محلی چالشی عظیم در در تشخیص صدا بود که در ابتدای کار پردازش، کینکت قادر به تشخیص فاصله صدا از منبع صدا نبود.

بررسی تحلیلی | نسل هفتم کنسول های بازی، نسلی که گذشت

دوربین Kinect Xbox 360

علاوه بر این Active Voice Control مسئله جدی تری بود که مربوط به میزان استرس و فضار صدا در حالت های مختلفی بود که دوربین کینکت «Kinect» باید آن را تشخیص میداد. زیرا زیرا استرس و فشار صدا ممکن است بر روی کلمه ای زیاد باشد و سنسورها به خوبی قادر به شناسایی صدا ها نشوند که البته این مورد با به کارگیری Active Noise Reduction مشکلات کمتر شد. همانطور که اشاره شد کینکت با شبیه سازی اندام و صدای شما؛ بدون واسطه میتواند حرکات بازیباز را با تاخیری بسیار کم به پردازشگر منتقل کند و در نتیجه فعالیت های شما مقابل دوربین کینکت دقیقاً شبیه سازی میشود.

اما مشکل اساسی عمق تصویر و رنگ هایموجود در محیط بود که در ابتدا کینکت قادر به تشخیص آن نبود  اما برای حل این مشکل از یک  سنسور عمق ویژه استفاده شده که شامل یک عدد پروژکتور مادون قرمز «Infared» و یک سنسور CMOS تک رنگ ترکیبی است که قادر به شناسایی رنگ های محیطی یا نورهای فراگیر محیطی «Ambient Light» است که موجب میشود منابع و شرایط نوری از هم تفکیک و سپس به صورت جداگانه پردازش شوند. همچنین دامنه سنجش از عمق کینکت کاملاً تعدیل پذیر طراحی شده و نرم افزار این دوربین میتواند به صورت اتوماتیک محیط و گیم پلی بازی را کالیبره کند.

این مورد بر اساس شرایط محیطی انجام میشود و در هر محیطی میتواند عملکرد متفاوتی داشته باشد. مثلااً وقتی بر روی کاناپه مینشینید، نرم افزار به خوبی تشخیص میدهد که در حال حاضر جسم فیزیکی در مقابل بازیباز قرار دارد و پردازش های لازم را سریعاً انجام میدهد. حتی دوربین کینکت «Kinect» میفهمد شما نشسته اید یا روی کاناپه لم داده اید! در حال لبخند زدن اید یا اخم کرده اید! کینکت «Kinect» به خوبی میتواند حالت های چهره هر فرد را تشخیص دهد و پردازش لازم را انجام دهد.

بررسی فنی | افزایش قدرت CPU و بهبود حافظه در Xbox One

دوربین Kinect Xbox 360

دوربین کینکت «Kinect» به صورت مشترک و بر پایه فناوری های نرم افزاری و سخت افزاری مایکروسافت و شرکت Primesense توسعه پیدا کرده است. Primesense علاوه بر همکاری سخت افزاری، در طراحی و تولید دامنه تصویر برداری «Range Camera» با مایکروسافت همکاری کرده است. دامنه دوربین یا دامنه تصویر برداری مجموعه تکنیک هایی است که برای نشان دادنو تولید تصاویر دو بعدی استفاده میشود. نشان دادن فاصله تا نقطه منبع از یک صحنه در نقطه ای خاص به طور معمول توسط دامنه تصویر برداری اجرا میشود.

حاصل آن نیز تصویر ارزش پیکسلی است که دقیقاً متناظر با فاصله است. مثلاً ارزش ها و اعداد بیشتر و بزرگتر نشانه فاصله کمتر و بر عکس خواهد بود. اما اگر این سنسور برای تولید یک دامنه طیفی باشد، اینجاست که به درستی کالیبره شده و از ارزش های پیکسلی آن به طور مستقیم در واحد های فیزیکی همچون متر استفاده کرد. در حال حاضر RC در طراحی کینکت اساسی ترین سوالی است که باید به ان پاسخ داد. محاسبه فاصله، عمق، رنگ، تفکیک منابع نوری، فاصله اجسام از یکدیگر و … جزو اساسی ترین وظایف دوربین کینکت است که در عین سادگی بسیار پیچیده پردازش میشوند.

اما بخش های مهمی همچون Stereo Triangulation یا Stereo Camera از تکنیک های طراحی متفاوتی استفاده میکنند و برای تعیین عمق در صحنه تا منبع به کار میروند. البته در ابتدای کار، سیستم دوربین های استریو کینکت «Kinect» در یافتن فاصله ی کانونی ضعف زیادی داشت که مشکلات زیادی را در طراحی این دوربین ایجاد کرده بود. حتی در ابتدای کار این دوربین توانایی تشخیص نقطه تا فاصله کانونی را نداشت!  بدین معنی که برای یک تصویر چندین نقطه کانونی پیدا میکرد و حتی در برخی موارد به صورت اشتباه گوشه های تصویر را به عنوان نقطه کانونی پردازش میکرد.

بررسی و تحلیل | AMD برنده نسل جدید کنسول ها

وقتی منطقه یا تصویر هم گن میشد کار سخت تر میشد و شدت و نوع رنگ ها دردسر ساز میشد. در نتیجه برای تصویر برداری طیفی از مثلث های مجاور هم برای ترسیم مساحت نقاط قابل مشاهده و تخمینی استفاده میشد. به همین منظور طراحان از دوربین های چند گانه ای مثل Pelenoptic Camera یا Light-Field Camera استفاده میکردندتا بتوانند اطلاعات مربوط به یک صحنه وعمق تصاویر را پردازش کنند. این دوربین ها از میکرولنزهای زیادی استفاده میکردند و برای تصویر برداری از عمق یک صحنه خیلی مناسب بودند.

یکی دیگر از موارد مهمی که در طراحی کینکت «Kinect» دیده میشد، ویژگی Sheet of Light Triangulation بود که با کمک ورق های نوری مخصوصی میتوانست میزان انعکاس و شکست نور از منابع مختلف را مورد سنجش قرار دهد. این مورد به این دلیل حایز اهمیت است که ممکن است نور در جایی اشباح شده باشد و یا اینکه منابع نوری موجود در یک اتاق انعکاس و بازتاب های متفاوتی داشته باشد. در نتیجه دوربین نتواند تصویر اصلی را از بین منابع نوری مختلف موجود در صحنه شناسایی کند.

به همین دلیل در این دوربین از میکرولنزهای زیادی برای شناسایی ورقه های نوری اسفاده شده و از Structured Light ها برای پردازش نوع رنگ های مختلف استفاده میشد تا ساختارهای رنگی مختلف به درستی دیده شوند. اما یکی از فناوری های مهم و جالب استفاده شده در این دوربین زمان پرواز «Time of Flight» نام دارد که همچون رادار هواپیما رنگ و طیف های رنگی را بررسی میکند. بدین معنی که همچون رادار و «LIDAR» به بررسی و شناسایی نورهای موجود در محیط، شدت و قدرت دامنه هر نور میزان زاویه برخورد نور به میکرولنزها را مورد بررسی و آنالیز قرار میدهد.

نگاهی به قابلیت های رندرینگ موجود در Direct3D 11.3 و Direct3D 12

دوربین Kinect Xbox 360

تداخل «Interferometry» هم یکی دیگر از اجزای مهم میکرولنزهای کینکت «Kinect» کنسول Xbox 360 مایکروسافت است که جلوی تداخل نور با فازهای مثبت و منفی را میگیرد و با کمک تکنیک «Unwrapping» مختصات عمق صحنه را شناسایی میکند تا کد دیافراگم «Coded Aperture» با توجه به فاصله کانونی جسم تا دوربین، بتواند مقدار دیافراگم دوربین را تنظیم کند. این مورد موجب میشود از تاری «Bluring» ناخواسته در حین تصاویر دریافتی جلوگیری شود و کیفیت یکنواختی در محیط بازی داشته باشیم.

بنابراین دوربین کینکت «Kinect» یک وسیله معمولی نیست و از پیچیده ترین فناوری های ممکن استفاده کرده تا بتواند حرکات موجوددر محیط را پرازش کند. این دوربین را میتوان Gesture recognition Advenced یا دوربین تشخیص حرکت پیشرفته هم نامید که توضیحات فنی آن را در بالا خواندید. در نهایت باید اشاره کنیم که این اجازه را به بازیباز میدهد تا بتواند از تصاویر RGB به صورت ۳۲ بیت و با نرخ سرعت ۳۰ فریم بر ثانیه همراه با رزولوشن ۶۴۰×۴۸۰ پیکسل به صورت تک رنگ «Monochorom» استفاده کند.

همچنین برای سنجش عمق رنگ از حسگر ۱۶-BIT QVGA با کیفت تصویری معادل ۳۲۰×۲۴۰ پیکسل و با سطح حساسیت معادل ۶۵،۵۳۵ استفاده شده است. دوربین کینکت «Kinect» به راحتی میتواند افرادی در رنج ۱.۲ نت ۳.۵ متر را بازاویه دید ۵۷ درجه افقی و ۴۳ درجه عمودی شناسایی کند و عمده پردازش لازم روی تصاویر دریافتی توسط پردازشگر Xenon کنسول Xbox 360 انجام میشود. بدین صورت که دوربین کینکت «Kinect» نها یک اسکنر با میکرولنزهای پیشرفته است که ۱۰-۱۵ کل قدرت پردازشی کنسول Xbox 360 را به خودش اختصاص میدهد.

این مطلب برگرفته از منابعی همچون: wired، engadget، howstuffworks و ifixit است.

دوربین Kinect Xbox 360

راي شما
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars6 Stars7 Stars8 Stars9 Stars10 Stars
Loading...

نوشته شده در تحلیل فنی

آخرین نقد و بررسی ها
بررسی مانیتور Samsung CFG70 27-Inch gaming

بررسی مانیتور Samsung CFG70 27-Inch gaming

تاريخ بررسي: ۲۶ آبان, ۹۶
بررسی کارت گرافیک ASUS ROG STRIX GTX 1060 OC 6GB

بررسی کارت گرافیک ASUS ROG STRIX GTX 1060 OC 6GB

۱۹ مرداد, ۹۶

9.0

بررسی کارت گرافیک Zotac GeForce GTX 1080 Ti AMP! Extreme

بررسی کارت گرافیک Zotac GeForce GTX 1080 Ti AMP! Extreme

۶ مرداد, ۹۶

9.6

بررسی کارت گرافیک Palit GTX 1080 GameRock Premium

بررسی کارت گرافیک Palit GTX 1080 GameRock Premium

۲۶ تیر, ۹۶

9.8

بررسی کارت گرافیک Sapphire Radeon RX 580 Nitro

بررسی کارت گرافیک Sapphire Radeon RX 580 Nitro

۲۳ اردیبهشت, ۹۶

9.2

روزی سگی، شیری را گفت: با من ستیز کن؛ شیر سر باز زد؛ سگ گفت: نزد تمام سگان خواهم گفت شیر از مقابله با من می هراسد. شیر گفت: سرزنش سگان را خوشتر دارم تا شماتت شیران، که گویند چون شیری باشد که با سگی پنجه در پنجه شده

×
Homeworld Remastered
شاخه: بنچمارک بازی ها

تست و بنچمارک بازی Homeworld Remastered

تــیم گارد3دی

تیم گــارد3دی (Guard3d.com) سعی بر ارائه مطالب متفاوت در زمینه سخت افزار و بازی دارد و امیدوار است در این زمینه بهترین عملکرد را داشته باشد . تیم گـــارد فعالیت خود را به صورت رسمی از تاریخ 2013-10-14 برابر با 1392-07-22 آغاز کرده و تمامی مطالب تولید شده توسط این سایت برای صاحبین آن محفوظ میباشد. کپی مطالب تنها با ذکر نام (Guard3d.com) مجاز است و ما از کپی مطالب بدون ذکر دقیق لینک منبع به صفحه مطلب راضی نیستیم. امیدواریم رضایت شما را جلب کنیم .

شبکه های اجتماعی

کپی رایت 2013 © تمامی حقوق نزد Guard3d محفوظ است | طراحی و کدنویسی توسط hosseincode

error: نمیتوانید کپی کنید!!! فقط لینک صفحه برای آدرس دهی به این مطلب قابل کپی است