使用Kinect的姿势驱动的基于物理的交互式系统

本文介绍了一种基于微软Kinect传感器的新型交互式框架，这种框架能够捕捉用户身体的边缘轮廓，并通过深度传感器从深度图像中提取。同时，该系统还能追踪用户身体的骨架及15个关节位置，这些数据用于为系统定义交互规则。通过将边缘轮廓、交互规则和粒子对象整合到物理模拟引擎中，该系统能够产生逼真的视觉效果，并提供实时反馈。文章展示了该系统的效率和有效性，通过支持多玩家互动等不同结果的展示。 为了更好地理解这一系统，需要了解以下关键知识点： 1. Kinect传感器：Kinect是一款由微软公司开发的体感设备，它可以捕捉人体动作和声音，进行3D识别、动作捕捉等。Kinect传感器通常用于游戏和交互式多媒体应用中，它可以被集成到各种系统中，如训练、舞蹈和学习等。 2. RGB-D传感器：RGB-D传感器能够提供彩色图像（RGB）和深度信息（Depth），这样的传感器可以捕捉到三维空间中的物体和人，并能够提供环境的深度信息。 3. 交互式系统：交互式系统是指与人直接交互的系统，通常用于改善用户体验，允许用户通过自然的动作与计算机系统交互。这些系统可以包括触摸屏、语音命令、手势识别和姿势识别等多种交互方式。 4. 骨架追踪（Skeleton Tracking）：骨架追踪技术可以捕捉并追踪人体动作和位置信息。在上述系统中，骨架追踪被用于检测15个关节的位置，这是实现交互规则的关键数据。 5. 交互规则（Interactive Rules）：在基于物理的交互式系统中，交互规则定义了用户动作和系统响应之间的映射关系。这些规则可以基于用户的姿势、动作或与其他物理对象的相互作用来设计。 6. 物理模拟引擎（Physics Simulation Engine）：物理模拟引擎是一种软件，用于模拟物理世界中的各种自然现象，如重力、碰撞、摩擦等。在交互式系统中，物理模拟引擎常用于产生逼真的动态效果和视觉反馈。 7. 实时反馈（Real-Time Feedback）：实时反馈是指系统能够即时响应用户操作或环境变化，为用户提供及时的反馈信息。这在交互式应用中是至关重要的，因为它能够提升用户体验。 8. 多玩家支持（Multi-Player Support）：多玩家支持意味着系统可以同时与多位用户进行交互。这为多人游戏或协作性应用提供了可能性。 9. 计算机-人交互（Computer-Human Interaction）：计算机-人交互是指人与计算机之间的信息交换和通信，它涵盖了从简单的命令行输入到复杂的自然语言处理的所有形式的交互。 该研究提出了一种结合自然物理手势和物理模拟的交互式系统，通过边缘轮廓追踪、骨架追踪和物理模拟的结合，实现了富有吸引力的视觉效果和实时交互。该系统不仅在视觉效果上逼真可信，而且能够高效地处理多玩家的实时交互，展示了其在多方面的应用潜力和创新性。