Kinect人机交互开发实践

Kinect人机交互开发实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:吴国斌
出品人:
页数:160
译者:
出版时间:2013-1
价格:39.00元
装帧:平装
isbn号码:9787115300294
丛书系列:图灵原创
图书标签:
  • Kinect
  • 用户体验
  • 软件开发
  • 交互设计
  • 技术
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具体描述

Kinect是微软公司推出的最新的基于体感交互的人机交互设备。《KINECT人机交互开发实践》(作者吴国斌、李斌、阎骥洲)分为3个部分,首先介绍了Kinect的结构和功能以及如何配置相关的开发环境,接着结合实例介绍如何使用Kinect for Windows SDK提供的API,最后通过4 个实例详细讲述了使用Kinect for Windows SDK开发项目的实现过程。

《KINECT人机交互开发实践》旨在为Kinect for Windows 开发人员提供快速入门的知识,但是要求读者有一定的编程基础。由于本书的实例代码全部由C#编写,读者最好对C#有一定的了解。

《沉浸式体验的边界: Kinect与下一代人机交互的探索》 在数字化浪潮席卷全球的当下,人机交互的演进速度令人目不暇接。从最初的键盘鼠标,到触摸屏的普及,再到如今更加自然、直观的交互方式,我们正以前所未有的方式与数字世界建立联系。本书《沉浸式体验的边界:Kinect与下一代人机交互的探索》并非一本技术手册,而是一次关于未来交互形态的深度思考和前瞻性展望。它聚焦于那些驱动我们走向更加无缝、个性化和富有情感连接的交互体验的关键要素,并以Kinect作为切入点,展现了这种转变的可能性与挑战。 第一章:感知时代的黎明 本章我们将回顾人机交互发展的简要历程,重点梳理从指令式交互到感知式交互的跨越。我们将探讨人类与机器互动模式的根本性转变,以及这种转变如何深刻影响着我们的日常生活、工作和娱乐。通过对过往技术演进的梳理,为理解Kinect等感知技术的重要性奠定基础。我们还将初步探讨“沉浸式体验”的内涵,它不仅仅是视觉和听觉的模拟,更是触及情感、感知和身体的综合体验。 第二章:Kinect的启示:非接触式交互的革命 Kinect,作为一代革命性的传感器技术,以其非接触式的体感识别能力,打破了传统交互的束缚。本章将深入剖析Kinect的核心技术原理,包括其深度感知、骨骼追踪、语音识别等关键模块。我们将分析Kinect如何通过捕捉人体的姿态、手势和动作,实现更加自然、直观的交互。重点不在于枯燥的技术细节,而是关注这些技术如何为用户带来全新的体验——无需实体控制器,仅凭身体的运动就能与数字世界互动,这无疑是人机交互领域的一大飞跃。我们将通过大量生动的案例,展现Kinect在游戏、教育、医疗、工业等领域的应用潜力,以及它所引发的关于“身体即界面”的思考。 第三章:身体即界面:从动作到意图的解读 当身体成为与机器沟通的语言,我们如何更精准地理解用户的意图?本章将探讨“身体即界面”这一概念的深层含义。我们将深入研究如何从用户的肢体动作、面部表情、甚至是细微的身体姿态中解读出其真实意图。这涉及到更高级的模式识别、机器学习算法,以及对人类行为模式的深入理解。我们还将讨论如何设计更加鲁棒和智能的系统,能够区分有意图的动作与无意的身体晃动,从而提供更加可靠和顺畅的交互。这一章将带领读者思考,未来的交互将不再是被动的指令执行,而是主动的意图识别与响应。 第四章:情感的连接:超越功能的交互设计 人机交互不仅仅是功能的实现,更是情感的传递和连接。本章将聚焦于如何通过交互设计,赋予机器情感智能。我们将探讨如何利用感知技术,捕捉用户的情绪状态,并据此调整交互反馈。例如,当用户感到沮丧时,系统能否提供更具鼓励性的界面?当用户感到疲惫时,系统能否简化操作流程?我们将分析情感计算的最新进展,以及如何将其融入到产品设计中,创造出更具同理心和人性化的交互体验。这并非是让机器“拥有”情感,而是通过智能的交互设计,让机器能够更好地理解和响应人类的情感需求,从而建立更深层次的用户连接。 第五章:情境感知与自适应交互 在多变的真实世界中,交互系统如何做到“知情达意”?本章将探讨情境感知(Context Awareness)在人机交互中的重要性。我们将分析系统如何利用多模态传感器(如Kinect的深度、色彩信息,以及来自其他设备的环境数据)来理解用户所处的具体情境——包括时间、地点、周围环境、活动状态等。在此基础上,交互系统如何实现自适应(Adaptive Interaction),根据当前情境动态调整其行为和反馈,从而提供最恰当、最高效的交互方式。例如,在嘈杂的环境中,系统能否自动放大语音提示?在用户专注于某项任务时,能否减少不必要的打扰? 第六章:沉浸式体验的构建:虚拟现实、增强现实与混合现实的融合 Kinect等感知技术为构建更加沉浸式的体验提供了坚实的基础。本章将深入探讨如何将感知交互与新兴的显示技术(如虚拟现实VR、增强现实AR、混合现实MR)相结合,创造出令人惊叹的沉浸式应用。我们将分析Kinect在VR/AR/MR中的应用案例,例如如何通过手势控制虚拟对象,如何在真实环境中叠加虚拟信息,以及如何实现虚拟角色与真实用户之间的自然互动。我们还将展望未来,思考当物理世界与数字世界边界日益模糊时,人机交互将呈现出怎样的面貌。 第七章:伦理考量与隐私保护:技术发展的双刃剑 任何颠覆性的技术都伴随着伦理和社会层面的挑战。本章将严肃探讨感知交互技术,特别是Kinect这类能够捕捉大量个人数据的技术,所带来的隐私和安全问题。我们将讨论数据收集的边界,用户知情同意的重要性,以及如何设计更加安全和负责任的系统,保护用户的个人隐私。同时,我们还将触及算法的公平性、技术滥用的可能性等议题。在拥抱技术进步的同时,审慎地思考其潜在风险,并寻求负责任的解决方案,是我们在探索未来交互道路上不可回避的责任。 第八章:未来的展望:智能交互的新篇章 本章将站在前人的肩膀上,展望人机交互的未来发展趋势。我们将探讨人工智能、物联网、5G等技术如何与感知交互深度融合,共同构建更加智能、无处不在的交互体验。我们还将思考,未来的交互将如何更加个性化、主动化,甚至能够预测用户的需求。从可穿戴设备到智能家居,从自动驾驶到智慧城市,感知交互将渗透到我们生活的方方面面,重塑我们与世界的连接方式。本书旨在激发读者对未来交互的无限遐想,鼓励他们成为这场技术变革的积极探索者和创造者。 《沉浸式体验的边界:Kinect与下一代人机交互的探索》不仅仅是一本书,更是一次邀请,邀请您一同踏上这场关于未来交互方式的探索之旅。它将带您超越屏幕的限制,感受身体与数字世界的和谐共鸣,一同揭示下一代人机交互的无限可能。

作者简介

吴国斌

博士,PMP,微软亚洲研究院学术合作经理,负责中国高校及科研机构Kinect for Windows学术合作计划及微软精英大挑战Kinect主题项目,曾担任微软TechEd 2011 Kinect论坛讲师、微软亚洲教育高峰会Kinect分论坛主席、中国计算机学会学科前沿讲习班Kinect主题学术主任。

李斌

来自西安电子科技大学,国内首批Kinect开发者,策划执行微软Kinect for Windows Pioneer计划,开发Kinect风筝项目,曾担任微软TechEd 2011 Kinect论坛讲师、人大附中Kinect选修课讲师。

阎骥洲

来自北京航空航天大学,国内首批Kinect开发者,曾在微软Kinect for Windows Pioneer计划中凭借“虚拟演示系统”获得第一名的成绩,之后参与并指导了多个Kinect应用开发项目,有着丰富的Kinect使用及开发经验。

目录信息

第一部分  Kinect基础篇
第1章  Kinect简介  2
1.1  什么是Kinect  2
1.2  Kinect的前世今生  3
1.3  Kinect体感交互技术原理  4
1.3.1  Kinect的结构组成  4
1.3.2  Kinect for Windows SDK 简介及功能介绍  4
1.4  Kinect for Windows应用领域  5
1.5  小结  6
第2章  Kinect for Windows开发环境配置  7
2.1  开发环境需求  7
2.2  配置开发环境  8
2.3  Kinect for Windows SDK技术架构  9
2.4  小结  10
第二部分  Kinect开发篇
第3章  Kinect彩色和红外图像数据的处理  12
3.1  彩色图像的格式  12
3.2  红外数据流  13
3.3  实例1——调用API获取彩色图像数据和红外图像,并实现静态图像的抓取  13
3.4  小结  18
第4章  Kinect深度数据的处理  19
4.1  深度数据的结构  19
4.2  实例2——调用API获取深度数据,并对不同深度值着以不同颜色  19
4.3  小结  24
第5章  Kinect骨骼追踪数据的处理方法  25
5.1  骨骼追踪数据的结构  25
5.2  半身模式  26
5.3  骨骼追踪数据的获取方式  26
5.4  实例3——调用API获取骨骼数据并实时绘制  27
5.5  骨骼点旋转信息  32
5.5.1  骨骼点旋转信息存储方式  32
5.5.2  在骨骼数据回调函数中获取骨骼点旋转信息  34
5.5.3  综述  34
5.6  实例4——使用Kinect控制PPT播放  34
5.7  小结  38
第6章  音频API的使用  39
6.1  关于Kinect麦克风阵列  39
6.2  实例5——记录一段音频流,并监视音频源方向  40
6.3  实例6——调用语音API,实现语音识别小程序  43
6.4  小结  48
第7章  Kinect for Windows Developer Toolkit介绍  49
7.1  安装Kinect for Windows Developer Toolkit  49
7.2  Kinect Studio简介  51
7.2.1  打开Kinect Studio并链接应用  51
7.2.2  记录并回放Kinect数据流  52
7.2.3  保存和载入Kinect数据流  54
7.3  Face Tracking SDK简介  55
7.3.1  Face Tracking SDK主要功能  55
7.3.2  Face Tracking SDK使用方法  57
7.4  实例7——使用Face Tracking SDK识别人脸  57
7.4.1  新建项目并添加引用  57
7.4.2  初始化Kinect数据流  60
7.4.3  获取数据并传入Face Tracking  60
7.5  小结  64
第8章  Kinect常用类库介绍  65
8.1  Coding4Fun Kinect Toolkit介绍  65
8.1.1  基于图像数据的扩展方法  65
8.1.2  基于骨骼数据的扩展方法  67
8.2  Kinect Toolbox类库  67
8.2.1  Kinect Toolbox简介  67
8.2.2  人体姿态识别  68
8.2.3  手势识别  72
8.2.4  模板识别  74
8.2.5  语音识别  76
8.2.6  添加自定义姿态  76
8.3  小结  79
第三部分  Kinect实战篇
第9章  Kinect虚拟演示系统的实现  82
9.1  虚拟演示系统简介  82
9.2  技术实现概述  83
9.3  利用深度数据标签获取人物彩色图像  84
9.3.1  创建人物抠图类  84
9.3.2  利用深度数据获取人物彩色图像  84
9.3.3  修补、优化并完善抠图类  89
9.3.4  利用Kinect SDK抠图的优、缺点  91
9.4  利用骨骼数据识别人体姿态  91
9.4.1  利用Toolbox实现主体识别功能  91
9.4.2  自然交互方式设计  95
9.4.3  Kinect自然交互小结  97
9.5  演示系统简介  98
9.5.1  预备知识  98
9.5.2  Kinect状态类  99
9.5.3  Kinect轮询类  101
9.5.4  演示框架小结  104
9.6  小结  105
第10章  Kinect虚拟放风筝项目的实现  106
10.1  Kinect虚拟放风筝项目简介  106
10.2  技术实现概述  107
10.3  玩家姿势的设计和识别  107
10.3.1  玩家姿势的设计  107
10.3.2  玩家姿势识别的实现  110
10.4  自然交互按钮和光标的实现  112
10.4.1  自定义光标  113
10.4.2  自定义按钮  114
10.5  风筝动画的实现  117
10.6  项目操作流程  119
10.7  小结  123
第11章  Kinect全息显示  124
11.1  Kinect全息显示简介  124
11.2  技术实现概述  124
11.3  Kinect捕捉头部坐标  126
11.3.1  创建用于捕捉头部位置的Kinect组件类  126
11.3.2  Kinect初始化以及头部位置获取  127
11.3.3  根据Kinect和屏幕的位置关系转换坐标  129
11.4  三维图形引擎  131
11.4.1  创建可见模型绘制类  131
11.4.2  构建模型世界矩阵  131
11.4.3  绘制模型  133
11.5  根据头部位置更新绘制图像  134
11.5.1  修改视图矩阵  135
11.5.2  修改投影矩阵  136
11.6  小结  139
第12章  基于Kinect的自主移动机器人的设计与实现  140
12.1  KRobot项目简介  141
12.2  技术实现概述  141
12.3  利用深度数据进行摄像机标定  142
12.4  利用深度数据实现障碍规避  143
12.4.1  获取彩色图和深度图数据  144
12.4.2  处理深度图和深度数据  146
12.4.3  制定障碍物判定规则  148
12.4.4  制定机器人避障规则  151
12.5  利用骨架数据实现人体跟踪  152
12.6  利用麦克风进行声音定位  154
12.7  完善人机交互演示系统  156
12.8  小结  158
附录A  Kinect for Windows SDK类、结构类型和枚举类型  159
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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作为一名正在摸索MIP(Mentioned in Post)技术的开发者,我一直试图寻找一本能够深入浅出地讲解相关概念,并且能够提供大量实践指导的参考书。当我偶然翻阅到这本《Kinect人机交互开发实践》时,内心涌现出一种强烈的期待,而它也确实没有让我失望。这本书的魅力在于它能够将相对抽象的MIP技术,通过Kinect这个具体的载体,变得鲜活而可操作。作者并非仅仅停留在MIP理论的层面,而是将重点放在了MIP在Kinect开发中的具体应用。我最喜欢的部分是关于MIP数据流的处理和分析,书中详细介绍了如何从Kinect获取的原始数据中提取出有用的信息,例如用户姿态、动作序列等,并通过MIP算法进行解读,最终实现智能化的交互。书中提供的MIP算法示例,虽然涉及一些数学和统计学知识,但作者的讲解却非常到位,能够帮助读者理解算法的核心思想,并将其应用到实际的项目中。此外,书中还探讨了MIP在提高Kinect交互的自然度和效率方面的潜力,例如通过MIP预测用户的意图,从而实现更流畅、更直观的人机交互。我从书中获得的不仅是技术上的指导,更重要的是一种启发,它让我对MIP技术在未来人机交互领域的应用有了更广阔的视野。

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我之所以对这本书爱不释手,在于它所展现出的前沿性和创新性。在当前人工智能和虚拟现实技术飞速发展的时代,理解并掌握如何创造更加自然、沉浸式的人机交互体验至关重要。这本书恰恰抓住了这一时代脉搏,将Kinect这一强大的传感器技术与前沿的交互设计理念相结合,为读者提供了一个全新的视角。书中对于“情感计算”在Kinect交互中的应用探索,尤其让我印象深刻。作者并没有仅仅停留在物理层面的交互,而是进一步思考如何让Kinect能够感知并响应用户的情绪,从而创造出更富有人情味和温度的交互体验。例如,书中讨论了如何通过分析用户的面部表情和身体姿态,来推断其情绪状态,并根据这些信息调整交互反馈,这在游戏、教育、甚至心理健康等领域都具有巨大的潜力。此外,书中还对“增强现实”与Kinect的结合进行了前瞻性的展望,探讨了如何利用Kinect提供的深度和姿态信息,将虚拟内容无缝地叠加到真实世界中,从而创造出更加丰富多样的AR体验。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一次关于未来人机交互的深度思考,它激发了我对这一领域的无限遐想。

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不得不说,这本书的结构设计堪称典范,它为我提供了一个清晰的学习路径,让我能够系统性地掌握Kinect平台上的交互式应用开发。初读之下,就感受到作者对整个开发流程的深刻理解。书的开篇部分,对Kinect硬件的特性、开发环境的搭建以及基础的API调用进行了详尽的介绍,这对于初学者来说至关重要,避免了在技术细节上花费过多的精力而迷失方向。随后,作者逐步深入到更复杂的交互技术,例如多用户追踪、三维重建、以及基于深度信息的物体识别等。我特别欣赏书中对这些高级功能的讲解,它并没有简单地罗列API,而是通过对背后原理的深入剖析,帮助我理解这些技术是如何工作的,以及它们在不同应用场景下的优势和局限性。书中提供的代码示例,更是具有极强的参考价值,它们不仅能够直接运行,而且结构清晰,注释详尽,让我能够快速地理解并模仿,进而进行二次开发。我尝试着书中关于“手势识别”部分的案例,发现通过几行代码的修改,就能实现对不同手势的精确捕捉,这让我非常有成就感。总而言之,这本书是一本集理论指导、实践操作和案例分析于一体的优秀教材,对于任何想要在Kinect平台上进行开发的开发者来说,都具有极高的价值。

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这本书的内容实在太令我惊喜了,绝对是我近期阅读体验中最棒的一本。在开始阅读之前,我本以为这会是一本偏向理论,充斥着晦涩概念的学术著作。然而,实际内容完全颠覆了我的预期。作者以一种极其生动、详实的笔触,将Kinect这种前沿技术背后的原理、发展脉络以及最关键的——如何将其转化为实际应用,进行了深入浅出的剖析。我尤其欣赏书中对Kinect传感器工作机制的讲解,它没有止步于概念的堆砌,而是通过图文并茂的方式,一步步揭示了深度感知、骨骼追踪、语音识别等核心技术的奥秘。让我这个非计算机专业出身的读者,也能清晰地理解其背后的逻辑。更难得的是,书中大量穿插了实际的开发案例和代码片段,这些并不是简单地罗列,而是与理论知识紧密结合,清晰地展示了如何运用Kinect SDK来实现各种各样的人机交互功能,例如手势控制、体感游戏、甚至辅助医疗等。我尝试着跟着书中的代码敲打了一部分,发现整个过程非常流畅,作者的讲解清晰易懂,即使遇到一些小问题,书中也提供了相应的解决方案,这极大地增强了我进行实际操作的信心。整本书的叙事逻辑非常流畅,从基础概念的引入,到进阶功能的实现,再到实际应用的拓展,层层递进,让人感觉掌握Kinect开发技术并非遥不可及。

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这本书的实用性超出了我的预期,它让我深刻体会到理论知识如何转化为实际生产力。我一直对如何构建能够理解并响应用户复杂动作的系统感到好奇,而这本书就提供了非常具体的指导。作者非常注重实际操作的细节,从开发环境的配置,到不同传感器数据的采集与融合,再到最终的交互逻辑实现,每一个环节都进行了详尽的阐述。我尤其欣赏书中关于“动作捕捉与分析”部分的讲解,它不仅介绍了Kinect如何精确地捕捉人体的骨骼信息,还详细讲解了如何利用这些数据进行高级的动作识别和分析,例如区分挥手、鞠躬、甚至复杂的舞蹈动作。书中提供的算法模型和代码库,对于我正在进行的一个体感控制项目非常有帮助,我能够直接借鉴其中的思路和实现方式,大大缩短了开发周期。更重要的是,作者在书中还分享了许多在实际开发过程中可能遇到的常见问题及解决方案,这些经验之谈对于我这样的初学者来说,简直是无价之宝。这本书就像一位经验丰富的导师,在我开发Kinect应用的过程中,给予我及时的指导和启发,让我能够少走弯路,更高效地达成目标。

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VS2011版本,我用的是VS2012 express,看的有些晕,不过用express版本的visual studio是有些(系统)库功能无法使用的。要在复习和实践。

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VS2011版本,我用的是VS2012 express,看的有些晕,不过用express版本的visual studio是有些(系统)库功能无法使用的。要在复习和实践。

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还可以 就是太老了

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书中多个KINECT工程开发实例,对于有一定的编程基础的读者提高开发实践能力很有价值~

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还可以 就是太老了

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