Kinect：人机交互新入口

张浩鹏

2010年11月，微软推出了XBox360游戏机的一个附件：Kinect。 这个被微软内部和外界一致看作是用来对抗Wii的体感游戏的设备，一上市就开始热卖，在14个月内全球热销了1800万套。XBox360也是母凭子贵，一举击败多年的老对手PS3，攀上了北美家用游戏机的销量宝座，并且直到今天一直牢牢把持着头把交椅。

这款小小的游戏设备带来的影响远不止在游戏领域。Kinect刚一问世，就以其创新的设计吸引了大量黑客的目光。他们显然不想让这个神奇的东西仅仅用来玩游戏。于是各种各样新奇的点子开始围绕Kinect产生出来。

从外观上看，Kinect象是一个笨重的电脑摄像头，比普通的电脑摄像头个头要大。看似普通的外表下，是两颗摄像头，一颗是普通的RGB摄像头，和平时见到的摄像头并无二致；另一颗是红外摄像头，用来检测物体到摄像头的距离。基于这样的硬件，背后的算法实现了更多的基础功能，例如检测人体的骨架，检测四肢的动作等等。

有了底层硬件和算法的支持，微软提供的专为Kinect设计的一系列游戏也充满了新奇的乐趣。

Kinect的创新之处，主要在于利用两个摄像头来识别人体的各种动作，从而实现无接触式操作。这一创新突破了几代人机交互界面必须接触设备的限制，此前的无论是键盘、鼠标、触摸板还是触摸屏，甚至于Wii的体感控制手柄，都需要手和这些设备直接接触。而Kinect则在人体和设备不接触的情况下实现了对系统的控制。看似很小的一步，实则凝聚了大量的技术，否则也不会引来黑客界一片喝彩了。其实Kinect也配有麦克风，可以进行语音控制，但这个功能跟体感控制相比显然只是附加的。

让微软始料未及的是，围绕Kinect的开发热潮迅速席卷了全球，黑客们开发了很多好玩的应用，例如手势输入法、体感浏览器等等。微软顺势推出了给电脑使用的Kinect设备以及相关的编程接口。除了提供技术上的支持，微软还采用了现在火爆的创业孵化器的形式，和在美国仅次于YCombinator的孵化器公司TechStars联手，举办了Kinect加速器。全球范围内微软广发英雄帖，共有超过500个团队被吸引参选，最终有11个队伍参加了最后的孵化器。参加孵化的这11个队伍，代表了当前Kinect应用开发的最高水平。这些应用五花八门，利用了Kinect的不同特性。

利用Kinect检测人体动作这一特性的公司有Gesture， 他们研发了基于Kinect的模拟鼠标系统，市场目标是手术室的医生。由于无菌的要求，医生无法直接使用鼠标或者键盘这样的接触式设备。一般的解决方法是停下手术戴着厚手套操作，或者由医生指挥护士操作。这显然不如Kinect控制电脑来的方便和直接。另一家利用了姿势检测的公司Jintronix也瞄准了医疗市场，他们设计的软件用来帮助中风病人恢复。通过Kinect可以知道病人的动作做的标准不标准，并且给出康复计划，监控恢复进度等等。这样的治疗方案比起医生的治疗要廉价很多，使得更多的人能够负担得起。Ubi使用Kinect检测手指的动作，从而能够将手指在投影上的动作识别为点击、拖动等触摸屏的操作，利用这一创意，他们可以将任何显示屏或者投影变成“可触摸”的体验。

前面提到Kinect有两个摄像头，除了一个普通的RGB摄像头，另有一个检测深度的红外摄像头。我和合作伙伴一起创办的公司NConnex就是利用了这一特性，实现了将Kinect变成3D扫描仪的算法。用户只需要拿着Kinect绕着物体走一圈，就可以得到物体的3D模型了。第一批用户主要来自家具行业，他们利用这一解决方案将店里的家具变为3D模型，再利用NConnex提供的iPad增强现实应用，使得要购买家具的消费者可以在家里提前感受一下家具的真实大小和风格是否和房间匹配，从而方便消费者挑选家具，减少退货率。 另一家利用红外摄像头做3D扫描的是Styku，不过他们选择的领域是服装试穿，通过扫描身体，得到一个人体的3D模型，再给消费者推荐合适尺码的服装，帮助网购的消费者挑到正确的衣服。

还有剑走偏锋的Kimetric公司，试图利用Kinect检测到的人体骨架来判断消费者的年龄、性别、身高等数据，从而得到一个自动统计系统。目前他们正将这套系统给美国的一些商场试用，商场可以在想检测的商品柜台前安装一个Kinect，从而知道关注该商品的消费者的一些群体特征。还有其他一些公司将Kinect用于老人行动监测，体育教学等领域，也带来了不少新意。

Kinect从发布到现在还不到两年时间，不过前景一片光明。参加孵化器的这些公司虽然也只是刚刚起步，但是已经获得了风险投资的支持来进行更大的发展。微软也宣布将会在Windows8中直接支持Kinect，更是表明了对这一设备的看好。Kinect给人机交互带来的革命，将使它走出客厅，走进办公室，走进医院，走进车间，走进健身房，甚至走向太空。