體感遊戲控制器 Kinect 運用之相關研究

Xbox360是美國微軟公司所開發的第二代家庭用視訊遊戲主機，是Xbox的之 後的後繼機種。Xbox360是SONY公司PlayStation3和任天堂Wii市場的競爭者，都 是第七世代遊戲主機。「Kinect」為 kinetics(動力學)加上 connection(連接)兩字 所自創的新詞彙，需搭配Xbox 360主機使用，是微軟於2012年正式發表Windows 系統的Kinect版本「Kinect for Windows」。微軟也在2013年5月21日和XboxOne 一起公開了配套的新版Kinect。新版的Kinect有1080p高畫質廣角攝像頭等更精確 的感應裝置，升級版的Kinect將在新上市的遊戲主機Xbox One的包裝中隨附，新 的Kinect可以同時最多跟蹤六人的運動、偵測手勢，甚至可以檢測肌肉活動和心 跳，但並非本研究所指之Kinect，本研究之Kinect為舊版之Kinect。

Kinect的由來，2009年6月1日微軟於E3遊戲展中公佈代號為Project Natal的體 感裝置，讓玩家可以透過玩家的肢體動作或語音來進行Xbox 360介面以及遊戲的 操控。隔年6月，微軟在E3遊戲展中宣佈 Project Natal 體感裝置的正式名稱為 Kinect，Kinect是分別將彩色影像、3D深度影像、以及聲音訊號給予擷取所做出 的體感裝置，機身配置3顆鏡頭，中間的鏡頭搭載RGB彩色攝影機，左右兩邊的 鏡頭配置了紅外線發射器和紅外線CMOS攝影機簡稱為3D深度感應器，Kinect最 主要是靠3D深度感應器來偵測玩家的動作。中間視訊鏡頭則是用來辨識玩家身 分(靠著人臉辨識和身體特徵)、以及辨識基本的臉部表情，此外也能應用在擴增 實境遊戲、以及視訊通話時；同時Kinect還搭配了追焦技術，底座馬達會隨著對 焦物體移動跟著轉動。

圖 2-11Kinect 可同時獲取彩色影像、3D 深度影像、以及聲音訊號 (圖片來源：PrimeSense)網址:http://www.primesense.com/

Kinect是微軟公司與以色列PrimeSence公司合作才產生出3D偵測技術，

PrimeSence公司是提供動作感測系統公司，他們擁有體感偵測裝置PrimeSensor，

以及感測晶片PS1080。PrimeSence是採用Light Coding利用連續的光線對測量的 空間進行編碼，透過感應器來讀取編碼的光線，再經過驗算及解碼後，會產生有 深度的圖像，微軟公司並未買斷PrimeSence公司技術，所以未來PrimeSence有可 能會發展在電視等消費性產品上，而微軟針對同性質模仿的可能性，也對外強調 Kinect的追焦旋轉功能則是他們的專利，其他廠商無法模仿。

Kinect的另一個重點系統為骨架追蹤系統，在明白Kinect是如何獲取影像 後，進而需要了解如何轉換成動作指令，這部分的骨架追蹤系統是由微軟公司自 行研發，微軟將3D深度圖像偵測到後就將轉換至骨架追蹤系統。同時最多可以 偵測到6個人，包含可以同時辨識2個人的動作；每一位可記錄20組細節，肢體都 在追蹤的範圍，來完成全身體感操作。此一系統也是舞動全身可做為本研究之研

究工具最主要之系統。

圖 2-22Kinect 一次可追蹤 2 人的動態，每人能追蹤高達 20 組細節。

(圖片來源：Gamespot)網址:http://www.gamespot.com.cn/

表 2-11Kinect 規格表

320×240 16-bit

@ 30 frames/sec

640×480 32-bit

@ 30 frames/sec LIVE Avatars 虛擬人物與使

體感遊戲是融合空間和肢體學習互動的介面，藉由體感控制器來與遊戲者產生互 動，來達成目的。茲就 Kinect 近幾年相關研究做一個統整。

國小的學童使用過 Kinect 體感控制器運動型遊戲後會對其行為產生正向的改變

（張志銘、陳南琦、林俊良，2012），更有研究將 Kinect 用在燈箱廣告互動上，

在燈箱廣告上裝上 Kinect 控制器來與觀看的消費者做互動的廣告系統（尤易彥、

何俊達、林珮淳，2012)，在高爾夫教學上使用 wii fit &Kinect 體感控制可以克服 高爾夫球可能遭遇到的姿勢，可提升高爾夫教學效益（郭癸賓、黃世育、林益亘，

2013），用於智能障礙者提升休閒運動研究，可維持智能障礙者休閒節奏律動（謝 佩涓，2013），應用在人體的儀態辨識，可使用在居家看護及遊憩環境中（黃識 夫，2011），由上述研究所知，Kinect 是可廣泛運用在各大領域研究上。