Kinect应用开发实战:用最自然的方式与机器对话

《Kinect应用开发实战:用最自然的方式与机器对话》
基本信息
作者： 余涛
出版社：机械工业出版社
ISBN：9787111400929
上架时间：2012-11-6
出版日期：2013 年1月
开本：16开
页码：1
版次：1-1
所属分类： 计算机 > 计算机控制与仿真 > 系统仿真/虚拟现实
计算机 > 人工智能 > 人机交互

更多关于 》》》《Kinect应用开发实战:用最自然的方式与机器对话》
内容简介
书籍
计算机书籍
　　《kinect应用开发实战:用最自然的方式与机器对话》由微软资深企业架构师兼kinect应用开发专家亲自执笔，既系统全面地讲解了kinect技术的工作原理，又细致深入地讲解了kinect交互设计、程序开发和企业应用展望。全书不仅包含大量实践指导意义极强的实战案例，还包含大量建议和最佳实践，是学习kinect for windows应用开发不可多得的参考书。
　　《kinect应用开发实战:用最自然的方式与机器对话》分为八大部分：准备篇（引言和第1章），从科幻电影的自然人机交互技术谈起，同时针对虚拟现实、增强现实、多点触摸、语音识别、眼球跟踪、人脸识别、体感操作、脑机界面等人机交互技术的最新发展动态，结合一些生动例子进行了说明；原理篇（第2~3章），深入剖析了kinect的硬件组成，从原理上分析了kinect的工作机制，并从计算机视觉技术角度重点分析了“体感操作”背后发生的一切；基础篇（第4~5章），对kinect for windows sdk进行了框架性的导读，并对kinect自然人机交互的设计提出了有益的归纳和建议；开发篇（第6~9章），本篇从kinect的开发环境准备谈起，内容包括了视频数据、深度数据、骨骼跟踪等开发示例，其中还包含一个用kinect测量身高的有趣示例；实例篇（第10~16章），通过介绍一些生动有趣的应用示例（《超级马里奥兄弟》、《水果忍者》等）的开发，帮助读者快速开发入门；进阶篇（第17~19章），包括姿态识别和手势识别的算法实现，kinect技术结合3d技术的应用，同时结合kinect在手术室的原型应用这一综合示例，将交互设计、骨骼跟踪、手势识别、语音识别等关键点“串烧”起来；展望篇（第20~22章），汇集kinect应用的相关创意和奇思妙想，以及kinect在医疗、教育、动作捕捉、虚拟现实、增强现实、动漫设计乃至冰川研究等诸多领域的发展前景；附录a是关于kinect sdk命名空间microsoft kinect的详细介绍；附录b是关于自然人机交互技术、计算机视觉技术的相关开源社区动态的介绍。
目录
《kinect应用开发实战:用最自然的方式与机器对话》
推荐序一
推荐序二
前　　言
第一部分　准备篇
引　言　从科幻电影谈起/2
第1章　自然人机交互技术漫谈/10
1.1　自然人机交互技术的发展/10
1.1.1　第六感设备：技术的组合创新/10
1.1.2　追影技术：摄像头也疯狂/12
1.1.3　虚拟现实：真实的体验场景/13
1.1.4　增强现实：真实与虚拟的叠加/14
1.1.5　多点触摸：信息就在指尖 /15
1.1.6　语音识别：从viavoice到siri/16
1.1.7　眼球跟踪：从霍金的座椅谈起/17
1.1.8　人脸识别：photo dna/19
1.1.9　体感操作：达芬奇手术机器人/20
1.1.10　脑机界面：霍金座椅的升级版/20
1.2　“你就是控制器”—kinect宣言/21
1.2.1　kinect销售记录及命名来历/21
1.2.2　未来照进现实/22
第二部分　原理篇
第2章　揭开kinect的神秘面纱—硬件设备解剖/26
2.1　两款kinect传感器对比/26
2.2　kinect传感器的硬件组成/28
2.2.1　kinect的“心脏”—ps1080 soc/30
2.2.2　kinect的“三只眼”—投影机和两个摄像头/32
2.2.3　kinect的“四只耳朵”—麦克风阵列/34
2.2.4　会摇摆的“相控雷达”—传动马达/35
2.2.5　姿态控制—三轴加速度计/36
2.2.6　usb接口及电源/37
2.2.7　kinect风扇控制/38
2.3　kinect相关技术规格/38
2.3.1　kinect近景模式/39
2.3.2　kinect放大镜/40
2.4　本章小结/40
第3章　kinect工作原理大揭秘/41
3.1　kinect for xbox 360的产品设计/42
3.2　基于“管道”的系统架构/43
3.2.1　骨骼跟踪/45
3.2.2　动作识别/46
3.2.3　人脸识别/48
3.2.4　语音识别/49
3.3　kinect眼里的三维世界/50
3.3.1　深度数据是kinect的精髓/51
3.3.2　2d视觉与3d视觉/55
3.4　深度图像成像原理/56
3.4.1　tof光学测距与结构光测量/56
3.4.2　light coding技术/57
3.4.3　激光散斑原理/58
3.4.4　光源标定/59
3.5　从深度图像到骨骼图/60
3.5.1　动静分离，识别人体/60
3.5.2　人体部位分类/62
3.5.3　从人体部位识别关节/63
3.5.4　会“机器学习”的“kinect大脑”/65
3.5.5　骨骼跟踪的精度和效率/68
3.6　创建你的avatar/70
3.6.1　“有骨有肉”/70
3.6.2　泊松方程噪声滤除/70
3.6.3　粗糙变平滑、缺陷自动补齐/71
3.7　本章小结/71
第三部分　基础篇
第4章　kinect for windows sdk导读/74
4.1　什么是kinect sdk/74
4.1.1　kinect sdk的发展历程/74
4.1.2　sdk v1.5的新特性/75
4.1.3　sdk v1.5尚未提供的api/76
4.1.4　从底层进行封装/76
4.2　kinect for windows体系架构/78
4.3　应用层api详解/80
4.3.1　kinect的核心nui api/80
4.3.2　kinect audio dmo/82
4.3.3　windows speech sdk/83
4.4　数据流概述/84
4.4.1　彩色图像数据/84
4.4.2　用户分割数据/85
4.4.3　深度图像数据/86
4.4.4　如何获取数据流/87
4.5　骨骼跟踪/89
4.5.1　骨骼信息检索/90
4.5.2　主动跟踪和被动跟踪/90
4.5.3　骨骼跟踪对象选择/91
4.6　nui坐标转换/92
4.6.1　深度图像空间坐标/93
4.6.2　骨骼空间坐标/93
4.6.3　坐标变换/93
4.6.4　传感器阵列和倾斜补偿/95
4.6.5　地面测量/95
4.6.6　骨骼镜像/95
4.7　本章小结/96
第5章　kinect用户交互设计的若干思考/97
5.1　xbox 360 kinect hub界面和metro风格/97
5.1.1　什么是metro风格/97
5.1.2　kinect hub手势原型设计/98
5.1.3　“悬停选择”和“翻页控制”/99
5.2　体感游戏的优势及局限性/100
5.2.1　更多的自由度/101
5.2.2　关节点重叠的处理办法/102
5.2.3　情感因素和心理暗示/102
5.2.4　kinect体感操作的局限性及对策/103
5.3　用户交互的趋势和新特性/104
5.3.1　kinect使交互“柔软化”/105
5.3.2　用户交互设计也可能是一项专利/106
5.4　kinect“体感操作”交互设计的七条军规/106
5.4.1　控制手势集符合人类自然手势/107
5.4.2　让用户的肢体移动幅度尽可能小/107
5.4.3　操作界面的对象采用metro风格/109
5.4.4　“确认操作”保持简单、一致/109
5.4.5　手势操作尽可能在同一个平面内/110
5.4.6　从三维的视角去看交互设计/110
5.4.7　配有简单明了的手势说明/111
5.5　本章小结/112
第四部分　开发篇
第6章　开发前的准备工作/114
6.1　开发kinect应用所需的技能/114
6.2　系统要求/115
6.3　下载和安装kinect sdk/116
6.3.1　kinect for windows sdk v1.5/118
6.3.2　developer toolkit/118
6.3.3　kinect快速开发工具箱/119
6.3.4　xna开发环境/119
6.4　加载驱动、检验及测试/120
6.5　配置开发环境/122
6.6　要点和故障排除/122
6.7　本章小结/123
第7章　hello，kinect！/124
7.1　一行代码的“hello, kinect!”/124
7.1.1　创建wpf工程/124
7.1.2　添加kinectdiagnosticviewer控件/126
7.1.3　编写一行代码/127
7.1.4　编译运行/127
7.2　控制台界面hellokinectmatrix/128
7.2.1　创建console工程/128
7.2.2　编写代码/129
7.2.3　运行效果/130
7.3　kinectcontrib快速工程模板/130
7.4　kinectwpfviewers工具控件/131
7.5　本章小结/132
第8章　kinect开发循序渐进/133
8.1　一个简单的编程模型/133
8.1.1　初始化、启用kinect设备/134
8.1.2　彩色图像流事件处理/136
8.1.3　深度数据捕获/138
8.1.4　骨骼跟踪/141
8.1.5　关闭kinect设备/145
8.1.6　kinect设备状态管理及异常处理/145
8.2　更专业的深度图/146
8.2.1　改进转换方法/146
8.2.2　事件处理/148
8.3　控制kinect仰角/148
8.3.1　“你的塑身”游戏/149
8.3.2　垂直调整kinect仰角/150
8.4　本章小结/151
第9章　kinect深度数据测量技术及应用/152
9.1　什么是kinect视角场/152
9.2　深度值与实际距离的对比/153
9.3　深度图像的直方图/155
9.3.1　直方图统计信息的价值/156
9.3.2　深度图像直方图的意义/158
9.4　kinect深度数据测量的应用/159
9.4.1　近景模式：自动锁屏工具/159
9.4.2　kinect视角场几何推导：测量人体身高/163
9.4.3　近距离探测：制作地形电子沙盘/169
9.5　本章小结/170
第五部分　实例篇
第10章　用kinect表演“变脸”/172
10.1　在人的面部变换脸谱/172
10.2　代码实现/173
10.2.1　wpf工程、控件及初始化/173
10.2.2　骨骼跟踪/176
10.2.3　变脸及坐标变换/178
10.3　合理暂停骨骼跟踪/181
10.4　道具平滑跟随/181
10.5　调整幕布大小/183
10.6　练习作业/184
第11章　用kinect唤起“红白机”的回忆/185
11.1　用身体控制马里奥/185
11.2　代码实现/185
11.2.1　wpf工程、控件及初始化/185
11.2.2　模拟键盘输入工具类/188
11.2.3　肢体语言映射到键盘事件/192
11.3　副产品：ppt演示“空手道”/193
11.4　练习作业/195
第12章　用kinect玩pc版的《水果忍者》/197
12.1　空气鼠标设计思路/197
12.1.1　找到离kinect最近的那个人/198
12.1.2　兼容左手习惯和右手习惯/199
12.1.3　从骨骼坐标系到鼠标坐标系/199
12.1.4　模拟鼠标工具类/200
12.1.5　让“空气鼠标”移动自如/202
12.1.6　模拟鼠标左键事件/203
12.2　在pc中用kinect玩《水果忍者》/203
12.2.1　核心代码示例/203
12.2.2　如何双手挥刀/206
12.3　更多游戏：《割绳子》/206
12.4　练习作业/207
第13章　创建你的kinect hub demo界面/208
13.1　metro风格界面设计/208
13.2　使用kinect骨骼跟踪/209
13.3　使用coding4fun kinect toolkit开发加速器/210
13.4　悬停选择/210
13.5　本章小结/213
第14章　用kinect导播天气预报/214
14.1　天气预报是这样炼成的/214
14.1.1　绘制幕布，定义前景图片/214
14.1.2　对象定义及初始化/215
14.1.3　实现“画中画”效果/216
14.2　一些优化的话题/219
14.2.1　使用using及时回收资源/219
14.2.2　使用writeablebitmap优化图片显示性能/219
14.2.3　多线程和“轮询模型”/220
14.2.4　使用中值滤波边缘去噪/220
14.3　kinect语音导播切换/221
14.3.1　引用microsoft.speech命名空间/221
14.3.2　音频数据流和语音识别引擎/221
14.3.3　语音识别事件/223
14.4　本章小结/224
第15章　基于kinect的家庭监控系统/225
15.1　通过kinect进行目标探测/225
15.2　使用计算机视觉库/226
15.2.1　open cv程序库/226
15.2.2　emgu cv引用/226
15.2.3　保存快照/227
15.2.4　录制视频/227
15.3　目标人体探测和影像录制/228
15.4　扩展功能和更多应用场景/231
15.5　本章小结/231
第16章　“kinect牌”梦境录音笔/232
16.1　kinect音频采集/232
16.1.1　使用音频数据流/232
16.1.2　“波束跟踪”信心值的另类用法/233
16.2　音频录制/233
16.2.1　wav文件/233
16.2.2　waveformatex结构体/234
16.2.3　梦境录音笔的实现/234
16.3　练习作业/240
第六部分　进阶篇
第17章　再谈姿态识别和手势识别/242
17.1　姿态和手势/242
17.2　动作与算法/243
17.2.1　如何设定动作集合/243
17.2.2　借鉴正则表达式和状态机/244
17.2.3　转换为几何三角问题/245
17.3　常见手势识别/245
17.3.1　挥手激活/245
17.3.2　悬停按钮/246
17.3.3　磁石悬停/247
17.3.4　划动手势/247
17.3.5　滑动解锁/248
17.3.6　推按钮/249
17.3.7　通用暂停/249
17.4　工具介绍/250
17.4.1　动作录制和识别gesturepak/250
17.4.2　手和手指的“空气多点触摸”/251
17.5　本章小结/253
第18章　kinect在手术室的应用原型/254
18.1　原型设计/254
18.2　交互设计/255
18.2.1　“悬停选择”进行功能导航/255
18.2.2　“空气鼠标”的激活和隐藏/256
18.2.3　通过“划动”手势翻阅医学影像/257
18.2.4　放大、缩小医学影像病灶部位/257
18.2.5　“垂直摆动”翻阅病历/258
18.2.6　体感操作结合语音控制/258
18.3　体感操作的实现/259
18.3.1　基于swipegesturerecognizer/259
18.3.2　基于单个部位运动序列的轨迹分析匹配/262
18.3.3　基于多个部位姿态快照的状态机匹配/266
18.4　利用sdk v1.5的新特性/280
18.4.1　近景模式下的上半身骨骼跟踪/280
18.4.2　利用关节点朝向信息进行手势识别和三维操作/280
18.4.3　人脸识别用于手术登录验证/283
18.4.4　调试工具kinect studio/283
18.5　本章小结/284
第19章　hello，kinect 3d world! /285
19.1　点、面、云/285
19.1.1　像素和彩色图像帧/285
19.1.2　深度图像帧和点云/285
19.1.3　多kinect设备的接入/286
19.2　kinect体感应用开发工具简介/287
19.2.1　软件开发平台xna/287
19.2.2　游戏引擎unity 3d/288
19.2.3　3d场景重建工具reconstructme/289
19.3　本章小结/289
第七部分　展望篇
第20章　奇思妙想—kinect效应/292
20.1　四旋翼飞行器的“导航雷达”/292
20.2　宠物看护机器人/292
20.3　空气吉他/293
20.4　倒车雷达系统/294
20.5　kinect购物车/294
20.6　魔术道具/295
20.7　本章小结/295
第21章　kinect企业级应用/296
21.1　思维导图/296
21.2　体感操作应用/297
21.2.1　手术室/297
21.2.2　体育运动竞技研究/297
21.2.3　动作捕捉、cg动画制作/298
21.2.4　虚拟试衣镜/298
21.2.5　课堂/299
21.2.6　虚拟汽车展厅/299
21.2.7　管理你的银行账户/300
21.2.8　聋哑人的同声翻译/300
21.3　深度数据应用/301
21.3.1　老年人监护/301
21.3.2　康复训练/301
21.3.3　家庭监控系统/302
21.3.4　道路交通稽查/302
21.3.5　冰川消融研究/303
21.3.6　给宇航员称体重/304
21.4　实物3d建模应用/304
21.4.1　实物3d数字化/304
21.4.2　文物3d模型“数字敦煌”计划/305
21.4.3　3d扫描和打印/306
21.5　机器人视觉与控制/306
21.5.1　地震搜救机器人/307
21.5.2　深海探测机器人/307
21.5.3　工程机械臂控制/307
21.6　本章小结/308
第22章　下一代人机交互技术/309
22.1　下一代kinect技术若干猜想/309
22.2　未来惊鸿一瞥/310
第八部分　附录
附录a　kinect sdk命名空间速查手册 /312
附录b　推荐阅读及网络资源/328
后记/338
参考资料/339

本图书信息来源：中国互动出版网