Спонсор: Intel
Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
Опубликован: 23.10.2013 | Доступ: свободный | Студентов: 1461 / 463 | Длительность: 09:26:00
Специальности: Программист
Лекция 1:

Новые возможности в человеко-машинном интерфейсе

Лекция 1: 123 || Лекция 2 >

Что такое естественно-интуитивное взаимодействие

Естественно-интуитивное взаимодействие это эволюция в области взаимодействии с компьютером через естественные для человека способы и интерфейсы. На сегодняшний момент у нас есть достаточно вычислительных мощностей для того, чтобы объяснить компьютеру то, что хочет от него пользователь, заставить его предугадывать намерения пользователя. Все, что вы пытаетесь решить с помощью компьютера, будет выполнено через распознавание вашего лица, голоса, жестов. Естественно-интуитивное взаимодействие подразумевает использование различных технологий, превращающих взаимодействие с компьютером в насыщенный и интересный процесс.

Представьте себе поиск информации в интернете или обновление статуса в социальной сети без набора текста. Мы просто можем попросить компьютер сделать это за нас. Речь здесь идет не просто о замене ввода с клавиатуры или тачскрина, а о новом опыте во взаимодействии с вычислительной техникой.

Объединив возможности сенсоров, позволяющих компьютеру видеть мир в трехмерном пространстве, как привыкли его видеть мы, добавив функции распознавания голоса и эмоции, разработчики получат абсолютно новый инструмент разработки интерактивных приложений.

Техническое обеспечение

Многие важные инженерные задачи должны быть решены интеграцией новых усовершенствованных датчиков в персональные компьютеры, ультрабуки, планшеты и смартфоны. Для реализации целей естественно-интуитивного взаимодействия устройства должны быть оснащены следующим уровнем "интеллекта" и "способностями".

Камеры, способные оценить глубину, микрофоны, определяющие направленность звука и тачпады, чувствительные к давлению должны быть стандартизированы и миниатюризированы.

Одним из примеров удачного технического решения является камера от компании Creative ( рис. 1.4), которую сложно назвать просто камерой. Скорее это набор сенсоров. В ее состав входят два микрофона, позволяющих значительно улучшить качество распознавания речи, встроенная RGB и инфракрасная камеры (датчик глубины) для распознавания жестов на небольшом расстоянии.

Камера  от компании Creative

Рис. 1.4. Камера от компании Creative

Характеристики камеры CREATIVE Interactive Gesture Camera™

  • Разрешение RGB сенсора: 720p (1280 x 720)
  • Разрешение IR Depth сенсора: QVGA (320 x 240)
  • Угол обзора (градусы): 73
  • Частота работы (кадров в секунду): 30
  • Расстояние: от 15 см до 1 метра
  • Питание: USB 2.0 (< 2.5 Ватт)

Другой пример это бесконтактный контроллер Kinect, разработанный фирмой Microsoft. Kinect позволяет пользователю взаимодействовать с приставкой Xbox или ПК под ОС Windows без помощи контактного игрового контроллера через устные команды, позы тела и показываемые объекты или рисунки. Данное устройство состоит из двух сенсоров глубины, цветной видеокамеры и микрофонной решетки.

Камера Kinect

Рис. 1.5. Камера Kinect

Характеристики камеры Kinect:

  • 3 камеры:
    • 1 - цветная MT9M112, разрешение 1280x1024, 15 кадров в секунду (30 кадров при 640x512);
    • 2 - цветная MT9v112, разрешение 640x480, 30 кадров в секунду;
    • 3 - ИК сенсор глубины MT9M001, инфракрасный черно-белый 1280x1024, 30 кадров в секунду;
  • Расстояние от 1,8 метра до 1 метра

Сравнение современных камер

Сравним характеристики камеры CREATIVE Interactive Gesture Camera™ и камеры Kinect.

С первого взгляда может показаться, что эти два устройства имеют схожие технические характеристики и функционал, но если копнуть немного глубже, то станет понятным, что это совсем не так.

Во-первых, это размеры камеры. CREATIVE Interactive Gesture Camera имеет небольшие размеры, что делает возможным устанавливать ее непосредственно на ноутбук или монитор. В свою очередь камера Kinect больше подходит для установки на большие экраны.

Сравнение размеров камеры от компании Creative и камеры Kinect

увеличить изображение
Рис. 1.6. Сравнение размеров камеры от компании Creative и камеры Kinect

Вторым существенным различием этих двух камер является разница в дистанциях. Функционал камеры Kinect направлен на работу на больших дистанциях (от 1,2 до 3 м). В свою очередь CREATIVE Interactive Gesture Camera работает на близких расстояниях (от 15 см до 1 м). Отсюда различается основное применение камер. CREATIVE Interactive Gesture Camera больше подходит для распознавания жестов, идентификации и трэкинга объектов, рук, лица, их синтеза, распознавания голоса. Функционал Kinect направлен на идентификацию и распознавание жестов и тела человека, чтобы выделять его в окружающей среде дома. Система слежения за скелетом может одновременно наблюдать за 6 людьми, но лишь за двумя активными игроками. Kinect следит за 20 точками каждого активного игрока и может применять к ним образы пользователей (Live-аватары).

Сравнение углов обзора камеры от компании Creative и камеры Kinect

увеличить изображение
Рис. 1.7. Сравнение углов обзора камеры от компании Creative и камеры Kinect

Технические характеристики этих камер также различны, не смотря на то, что CREATIVE Interactive Gesture Camera рассчитана на короткие дистанции, вертикальный и горизонтальный углы обзора больше, чем у камеры Kinect.

Характеристики CREATIVE Interactive Gesture Camera Kinect
Минимальная дистанция (см) 15 120
Максимальная дистанция (см) 100 300
Горизонтальный угол обзора 72° 57°
Вертикальный угол обзора 54° 43°

Так же следует отметить разницу в источниках электропитания. Для работы с камерой Kinect требуется USB подключение и дополнительный источник энергии от сети. CREATIVE Interactive Gesture Camera требуется меньше мощности (< 2.5 Ватт) и она работает только от USB 2.0.

Лекция 1: 123 || Лекция 2 >
Гульзия Калымова
Гульзия Калымова
Александр Радченко
Александр Радченко
Олег Волков
Олег Волков
Россия, Балаково, МБОУ СОШ 19
Елена Игнатко
Елена Игнатко
Россия, Москва