Kinect与Unity3D数据整合技术在体感游戏中的应用研究

第２７卷第１１期　电脑开发与应用　（总０８２３）　・７・　文章编号：１００３—５８５０（２０１４）１１－０００７—０５　Ｋｉｎｅｃｔ与Ｕｎｉｔｙ３Ｄ数据整合技术在体感游戏中的应用研究　刘晋钢　，刘卫斌　，刘晋霞　（１．太原工业学院计算机工程系，太原０３０００８；２．太原科技大学经济与管理学院，太原０３００２４）　摘要：通过分析Ｋｉｎｅｃｔ与Ｕｎｉｔｙ３Ｄ数据整合关键技术，从ＷＰＦ与Ｕｎｉｔｙ　３Ｄ内部调用方式展开系统设计。设计分　为Ｕｎｉｔｙ３Ｄ场景展示模块、Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的接口模块和Ｋｉｎｅｅｔ的数据获取三模块。其中Ｕｎｉｔｙ３Ｄ接口模块实现了的场景设　置，骨骼绑定、镜像运动、近景模式、平滑处理功能；Ｋｉｎｅｃｔ数据获取模块通过代码实现设备控制、骨骼绑定算法、设备图　像获取。测试证明，通过ｃ＃对非托管的ｄｕ的管理方式，导入Ｋｉｎｅｃｔ硬件的驱动程序，调用自定义的数据结构和算法，　实现在ｕｎｉｔｙ　３Ｄ场景中，使用Ｋｉｎｅｃｔ体感镜头控制场景中的人物模型运动，提高了体感游戏的开发效率，在体感游戏的　开发和应用中有一定的社会推广价值。　关键词：Ｋｉｎｅｃｔ，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ，体感游戏　中图分类号：ＴＰ３９１．４１　文献标识码：Ａ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ　Ｇａｍｅ　Ｂａｓｅｓｄ　ｏｎ　Ｋｉｎｅｃｔ　ａｎｄ　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ　Ｄａｔａ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＬＩＵ　Ｊｉｎ－ｇａｎｇ’，ＬＩＵ　Ｗｅｉ－ｂｉｎ　，ＬＩＵ　Ｊｉｎ－ｘｉａ　（ｊ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００８，Ｃｈｉｎａ　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｃｏｎｏｍｉｃｓ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＴａｉｙｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３００２４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｄａｔａ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｂｏｕｔ　Ｋｉｎｅｃｔ　ａｎｄ　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ．Ａｕｔｈｏｒｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＷＰＦ　ａｎｄ　Ｕｎｉｔｙ　３Ｄ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃａｌｌｉｎｇ　ｍｏｄｅ．Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｓｃｒｅｅｎ　ｓｈｏｗ　ｍｏｄｕｌｅ，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ　ａｎｄ　Ｋｉｎｅｃｔ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｃｅｎｅ　ｓｅｔｔｉｎｇｓ，ｒｉｇｇｉｎｇ，ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ　ｓｐｏｒｔｓ，　ｃｌｏｓｅ—ｒａｎｇｅ　ｍｏｄｅｌ，ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ；ａｎｄ　ｃｏｄｅｓ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ。ｒｉｇｇｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ。ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｋｉｎｅｃｔ．Ｔｅｓｔｅｄ　ｂｙ　Ｃ＃ｏｎ　ｕｎｍａｎａｇｅｄ　ｄｌｌ　Ｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｓｃｈｅｍｅ　ｔｏ　ｉｍｐｏｒｔ　Ｋｉｎｅｃｔ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｄｒｉｖｅｒ　ｐｒｏｇｒａｍ　ａｎｄ　ｃａｌｌｉｎｇ　ａ　ｃｕｓｔｏｍ　ｄａｔａ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｕｎｉｔｙ　３Ｄ　ｓｃｅｎｅ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｕｎｉｔｙ　３Ｄ　ｓｃｅｎｅ，Ｋｉｎｅｃｔ　ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ　ｃａｍｅｒａ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｄｅｌｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｏｆ　ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ　ｇａｍｅ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｓｏｃｉａｌ　ｖａｌｕｅ　ｉｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ　ｇａｍｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｋｉｎｅｃｔ，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ，ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ　ｇａｍｅ　的一面，在这些游戏中，多数的设计需要游戏者沉溺　其中，并投入很多时间和金钱，这在很大程度上影响　近年来，游戏在大众娱乐中所占的比例越来越　大，市场调查发现，手机游戏占有很大部分，其次是电　了游戏者的正常生活和身体健康，所以利弊掺半的手　机游戏设计和开发是很多人所反对的。随着科技进　脑中的网络游戏和单机游戏。然而，这些游戏在创造　了很多经济价值和社会价值的同时也出现很多不利　步，人机交互的发展向着多元化多功能的方向，比如　语音识别，手势识别等更加接近人的自然行为会成为　，ｌｃ　收稿日期：２０１４—０９一Ｉ１，修回日期：２０１４—１０—１４　％　基金项目：国家自然科学基金资助项目：基于视觉认知的三维模型重建（６１３７９０８０）　作者简介：刘晋钢，女，１９７５年生，副教授，硕士，研究方向：人工智能。　Ｋｉｎｅｃｔ与Ｕｎｉｔｙ３Ｄ数据整合技术在体感游戏中的应用研究　２０１４年第１　１期　未来游戏发展的方向。在微软发布了，基于Ｘｂｏｘ的　Ｋｉｎｅｃｔ２．０以后，体感也开始悄悄的成熟起来，Ｋｉｎｅｃｔ　更多的被人们所关注，也更多的被人们所认识。　Ｋｉｎｅｃｔ彻底颠覆了游戏的单一操作，使人机互动的理　念更加彻底的展现出来…。微软的Ｋｉｎｅｅｔ不需要使用　任何控制器，它依靠相机捕捉三维空间中玩家的运　动，操作简单吸引大众，还能辨识人脸，让玩家自动连　上游戏，辨认声音、接受命令。　但是，作为游戏机的Ｘｂｏｘ至今无法在中国以合　法的途径进人市场，这使得很多开发者放弃对于微软　ＫｉｎｅｃｔｆｏｒＸｂｏｘ的开发。然而，在微软２０１１年宣布，　Ｋｉｎｅｃｔ　ＳＤＫ　Ｆｏｒ　Ｗｉｎｄｏｗｓ，并同步销售基于Ｗｉｎｄｏｗ的　硬件时，游戏开发者已感知到一种新型的人机交互的　方式将要兴起。从发布到现今，在很多展会上都出现　了基于Ｋｉｎｅｃｔ的体感游戏，对于消费者视觉上产生了　很大的冲击。目前，在体感应用软件的开发上，主流开　发工具可分为两类。第一类是建立在二维平面上的，　它主要是基于微软的ＷＰＦ和ＷｉｎＦｏｒｍ；第二类是建　立在三维立体上的，开发者最为熟悉的是Ｕｎｉｔｙ３Ｄ游　戏开发工具，它的编辑器可运行在Ｗｉｎｄｏｗｓ和Ｍａｃ　ＯＳ　Ｘ平台下，其开发的游戏可发布至Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｍａｃ、　ｉＰｈｏｎｅ和Ａｎｄｒｏｉｄ平台，也可利用Ｕｎｉｔｙ　ｗｅｂ　ｐｌａｙｅｒ插　件发布网页及手机游戏，支持网页浏览［２１。　在Ｋｉｎｅｃｔ应用和体感游戏的开发过程中，存在　着开发效率低下的问题，故此本项目的主要工作是　让Ｋｉｎｅｃｔ　ＳＤＫ与Ｕｎｉｔｙ　３Ｄ相结合，利用体感镜头，控　制人物模型运动，大幅提高游戏开发效率，降低开发　成本　１　关键技术　１．１　Ｋｉｎｅｃｔ与Ｕｎｉｔｙ３Ｄ集成原理　Ｋｉｎｅｃｔ的设计思想是将人视为控制器。在　Ｋｉｎｅｃｔ　Ｆｏｒ　Ｗｉｎｄｏｗｓ面世后，基于它的游戏和应用在　发布会上出现，已引起人们广泛关注。人们体会到自　然交互语言的强大震撼力。随着游戏的升级，高效的　游戏开发工具也成为开发者的期盼，而Ｕｎｉｔｙ３Ｄ高效　率的开发模块、强大的渲染效果和可扩展的能力，使　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ赢得了开发者的亲睐，在２０１２年成为最受　欢迎的游戏开发引擎，尤其在处理三维场景的编辑　和交互方面，使用基于脚本的开发方式简单又方便。　但是Ｕｎｉｔｙ３Ｄ这种高效开发和体感硬件Ｋｉｎｅｃｔ并不　兼容。因为Ｋｉｎｅｃｔ　ＳＤＫ对开发者开放的接口调用方　式有两种，一种是基于ｃ＋＋的头文件和静态链接库　的方式，另一种是程序集的方式网，这两种方式在　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ中均无法直接调用。幸好，在ｃ＃Ｍｏｎｏ平台　中提供与非托管程序的使用方式，导入Ｄｌｌ文件，用　户可通过自定义数据结构和算法，能够实现对　Ｋｉｎｅｃｔ中获得的数据重新组织，就可在Ｕｎｉｔｙ　３Ｄ中　使用。　１．２　ＷＰＦ开发流程　Ｋｉｎｅｃｔ是微软在２０１０年６月１４日对ＸＢＯＸ３６０　体感周边外设正式发布的名字，它是一种３Ｄ体感摄　影机，同时导人了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风　输入、语音辨识、社群互动等功能。　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（ＷＰＦ）是Ｍｉ—　ｃｒｏｓｏｆｔ在．ＮＥＴ　３．０中推出的一个重要新特性，为　Ｗｉｎｄｏｗｓ下应用程序开发提供一套全新的显示系统，　旨在为用户提供方便的用户操作和震撼视觉体验的　界面。ＷＰＦ支持一套完整的应用程序开发功能，包括　应用程序开发模型、资源、控件、图形、动画、布局、数　据绑定、文档读写、本地化、安全性等。它非常适合　Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的软件应用的开发和图形交互的展现。　ＷＰＦ的核心是一个与分辨率无关的基于向量的呈现　引擎，可充分发挥现代图形设备的优势，ＷＰＦ开发和　ｃ＃集成可以通过Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ　２００８实现应用程序的　开发。由于ＷＰＦ和公共语言运行环境（ＣＬＲ）的完全　集成，充分利用了ＣＬＲ提供的类型安全、跨平台等特　性。ＷＰＦ的运行机制中，ＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＦｒａｍｅｗｏｒｋ和　ＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＣｏｒｅ都是基于ＣＬＲ之上，以托管代码的　方式公开应用程序开发接口（ＡＰＩ）＿４ｌ。Ｍｉｌｃｏｒｅ位于　ＣＬＲ之下，是以非托管代码方式，直接和ＤｉｒｅｃｔＸ紧　密集成，可以利用ＤｉｒｅｃｔＸ在图形处理上的技术及性　能优势，从而为用户提供良好的用户体验。Ｍｉｌｃｏｒｅ是　ＷＰＦ隐藏于ＣＬＲ之下的核心驱动组件，在实际应用　程序开发中不允许直接访问。　１．３　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的内部调用方式　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ是由Ｕｎｉｔｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ开发的一个让玩　家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三　维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发　工具，其内部调用结构如图１所示。　Ｕｎｉｔｙ项目中的ＭＯＮＯ还能够实现在Ｗｉｎｄｏｗｓ　下开发应用程序，尽管无法直接调用微软的托管的　ＳＤＫ，但是，它提供了调用非托管的动态链接库的接　口方式，获得数据，实现调用。　。１０　（　￣０８２６）　Ｋｉｎｅｃｔ与Ｕｎｉｔｙ３Ｄ数据整合技术在体感游戏中的应用研究　２０１４年第１　１期　乎同时出现复制的不随意运动，在绑定人物之后模型　的运动是否与实际的镜像的运动方式相符，如果不相　符，则向相反方向运动。　在创建骨骼关节置换，需要指定关节索引号用来　编辑不同的关节。　在骨骼映射的时候，对应的骨骼索引实现动态的　变化，需要变量来判断，设置ｂｏｏｌ型变量Ｍｉｒｒｏｒｅｄ—　Ｍｏｖｅｍｅｎｔ，采用三目运算返回索引号。（！Ｍｉｒｒｏｒｅｄ—　Ｍｏｖｅｍｅｎｔ　８：１２）不同的索引号，对应不同的部位。　２．２．３近景模式　在Ｋｉｎｅｃｔ　ｆｏｒ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＳＤＫ　１．０以上版本中，近景　模式下Ｋｉｎｅｃｔ可以“坐”（ｓｅａｔｅｄ）或“１Ｏ个关节点”　（１０－ｊｏｉｎｔｓ）模式骨骼跟踪，只跟踪上半身的头部、颈　部、肩膀、手臂等ｌ０个关节点。在人体骨骼绑定时，　站与坐绑定关节数不同，如图４所示。　图４　人体骨骼站与坐绑定关节数　定义“数据结构”如下：　ｐｕｂｌｉｃ　ｅｎｕｍ　ＮｕｉＩｍａｇｅＳｔｒｅａｍＦｌａｇｓ　ｆ　Ｎ０ｎｅ＝０ｘ０００Ｏ００ＯｑＳｕｐｒｅｓｓＮｏＦｒａｍｅＤａｔａ＝０ｘ０００１０００，　ＥｎａｂｌｅＮｅａｒＭｏｄｅ＝ＯｘＯ００２００００．ＴｏｏＦａｒｌｓＮｏｎＺｅｒｏ＝ＯｘＯ　００４０００；｝　在ＡＰＩ中显示调用语句如下：　ｉｆ（ｉｓＮｅａｒＭｏｄｅ）　｛ＫｉｎｅｃｔＷｒａｐｐｅｒ．ＮｕｉＩｍａｇｅＳｔｒｅａｍＳｅｔＩｍａｇｅＦｒａｍｅＦｌａｇｓ（ｄｅｐｔｈ－　ＳｔｒｅａｍＨａｕｄｌｅ，ＮｕｉｌｍａｇｅＳｔｒｅａｍＦｌａｇｓ．ＥｎａｂｌｅＮｅａｒＭｏｄｅ）；｝　其中ＮｕｉＩｍａｇｅｓｔｒｅａｍＳｅｔＩｍａｇｅＦｒａｍｅＦｌａｇｓ（）完成　对于获得数据帧的类型选择，当选择近景模式的时　候，设备启动近景模式，只识别近景模式下的对应骨　骼，从而使得测试者可以在镜头前坐着实现绑定。　２．２．４平滑处理　平滑处理可使得骨骼的旋转自如，防止出现跳跃　和瞬移的效果，在骨骼旋转算法中实现。　首先，声明ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｍｏｏｔｈＰａｒａｍｅｔｅｒｓ变量，为　平滑算法的参数赋值，方法如下：　ＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｍｏｏｔｈＰａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｓｍｏｏｔｈＰａｒａｍｅｔｅｒｓ；　ｓｍｏｏｔｈＰａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ＝０．５ｆ；设置骨骼数据　帧时的平滑量，接受一个０～１的浮点值，值越大，平　滑的越多。０表示不进行平滑。　接下来，用平滑处理，方法如下：　ｂｏｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ．ｒｏｔａｔｉｏｎ＝Ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎ．Ｓｌｅｒｐ　（ｂｏｎｅＴｒａｎｓ￣ｒｍ．ｒｏｔａｔｉｏｎ，ｎｅｗＲｏｔａｔｉｏｎ，，Ｔｉｍｅ．ｄｅｌｔａＴｉｍｅ　Ｓｍｏｏｔｈ　Ｆａｃｔｏｒ）；　２．３　Ｋｉｎｅｃｔ数据读取模块　Ｋｉｎｅｅｔ数据的读取主要分为设备控制、骨骼绑定、　设备图像获取３个部分。　２．３．１设备控制　对设备的控制主要体现在：启动设备及初始化、　相机角度调节、关闭设备。　因为在Ｕｎｉｔｙ３Ｄ内部不支持微软的ＳＤＫ，导入　Ｋｉｎｅｃｔ硬件的驱动程序，故对设备进行控制的代码　如下：　［ＤＵＩｍｐ０ｒｔＡｔｔｒｉｂｕｔｅ（＠”ＫｉｎｅｃｔｌＯ．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”Ｎｕｉｌｎｉ—　ｔｉａｌｉｚｅ”）】　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｍ　ｉｎｔ　ＮｕｉＩｎｉｔｉａｌｉｚｅ（ＮｕｉＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＦｌａｇｓ　ｄｗＦｌａｇｓ）；　［ＤｌｌＩｍｐ０ｒｔＡｔｔｒｉｂｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔ１０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”ＮｕｉＳｈｕｔ—　ｄｏｗｎ”）］　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｖｏｉｄ　ＮｕｉＳｈｕｔｄｏｗｎ（）；　【ＤｌⅡｍｐ０ｎＡｔｔｒｉｈｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”ＮｕｉＣａｍ—　ｅｒａＥｌｅｖａｔｉｏｎＳｅｔＡｎｇｌｅ”）］　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｉｎｔ　ＮｕｉＣａｍｅｒａＳｅｔＡｎ　ｅ（１０ｎｇ　ａｎｇｌｅ）；　２．３．２骨骼绑定　对骨骼绑定的方法有：骨骼绑定控制、骨骼下一　帧获取，骨骼平滑映射，骨骼旋转计算。对骨骼绑定　代码如下：　［ＤｌｌＩｍｐｏｒｔＡｔｔｒｉｂｕｔｅ　（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０．ｄｌｌ”．ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝　”ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＴｒａｃｋｉｎｇＥｎａｂｌｅ”）］　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｊｎｔ　ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＴｒａｃｋｉｎｇＥｎａｂｌｅ（ＩｎｔＰ￣　ｈＮｅｘｔＦｒａｍｅＥｖｅｎｔ，ｕｉｎｔ　ｄｗＦｌａｇｓ）；　【ＤｌⅡｍｐ０ｎＡｔｔｒｉｂｕｔｅ　（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０．ｄｌｌ”，　ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ　＝　”ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＧｅｔＮｅｘｔＦｒａｍｅ”）］　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｉｎｔ　ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＧｅｔＮｅｘｔＦｍｍｅ（ｕｉｎｔ　ｄｗＭｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄｓＴｏＷａｉｔ，ｒｅｆ　ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＦｒａｍｅ　ｐＳｋ－　ｅｌｅｔｏｎＦｒａｍｅ）；　【ＤＵＩｍｐ０ｎＡｔｔｒｉｂｕｔｅ　（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”Ｎｕ—　ｉＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｍｏｏｔｈ”）］　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｉｎｔ　ＮｕｉＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｍｏｏｔｈ（ｒｅｆ　ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎ—　Ｆｒａｍｅ　ｐＳｋｅｌｅｔｏｎＦｒａｍｅ，ｒｅｆＮｕｉＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｍ—　第２７卷第１１期　电脑开发与应用　（总０８２７）　・１１・　ｏｏｔｈＰａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｐＳｍｏｏｔｈｉｎｇＰａｒａｍｓ）；　［Ｄｌｌｌｍｐｏｒｔ（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０Ａｌｌ”．ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＣａｌｃｕ－　ｌａｔｅＢｏｎｅＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ”）】　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｍ　ｉｎｔ　ＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＣａｌｃｕｌａｔｅＢｏｎｅＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ　（ｒｅｆＮｕｉＳｋｅｌｅｔｏｎＤａｔａ　ｐＳｋｅｌｅｔｏｎＤａｔａ，ＮｕｉＳｋｅ－　ｌｅｔｏｎＢｏｎｅＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｐＢｏｎｅＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ）；　２．３．３设备的图像获取　导人Ｋｉｎｅｃｔ硬件的驱动程序，设备获取图像代　码如下：　［Ｄｌ１Ｉｍｐ０ｎＡｔｔｒｉｈｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔ１０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”ＮｕｉＩｍ－　ａｇｅＳｔｒｅａｍＯｐｅｎ”）】　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｍ　ｉｎｔ　ＮｕｉｌｍａｇｅＳｔｒｅａｍＯｐｅｎ（ＮｕｉｌｍａｇｅＴｙｐｅ　ｅｌｍａｇｅＴｙｐｅ，　ＮｕｉＩｍａｇｅＲｅｓ０ｌｕｔｉ０ｎ　ｅＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，　ｕｉｎｔ　ｄｗｌｍａｇｅ－　ＦｒａｍｅＦｌａｇｓ——ＮｏｔＵｓｅｄ，ｕｉｎｔ　ｄｗＦｒａｍｅＬｉｍｉｔ，ＩｎｔＰｔｒ　ｈＮｅｘｔＦｒａｍｅＥｖｅｎｔ，　ｒｅｆ　ＩｎｔＰｔｒ　ｐｈＳｔｒｅａｍＨａｎｄｌｅ）；　【ＤｌｌＩｍｐｏｒｔＡｔｔｒｉｂｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”ＮｕｉＩｍ－　ａｇｅＳｔｒｅａｍＧｅｔＮｅｘｔＦｒａｍｅ”）】　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔｍｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｉｎｔ　ＮｕｉＩｍａｇｅＳｔｒｅａｍＧｅｔ　ＮｅｘｔＦｒａｍｅ（ＩｎｔＰｔｒ　ｐｈＳｔｒｅａｍＨａｎｄｌｅ，ｕｉｎｔ　ｄｗＭｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄｓＴｏＷａｉｔ，ｒｅｆ　ＩｎｔＰｔｒ　ｐｐｃＩｍａｇｅ—　Ｆｒａｍｅ）；　［ＤＩｌＩｍｐ０ｎＡ￡ｔｒｉｈｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔ１０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”Ｎｕｉｌｍ－　ａｇｅＳｔｒｅａｍＲｅｌｅａｓｅＦｍｍｅ”）】　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｍ　ｉｎｔ　ＮｕｉＩｍａｇｅＳｔｒｅａｍＲｅｌｅａｓｅＦｒａｍｅ（ＩｎｔＰｔｒ　ｐｈ—　ＳｔｒｅａｍＨａｎｄｌｅ，ＩｎｔＰｔｒ　ｐｐｃｌｍａｇｅＦｒａｍｅ）；　［ＤｌｌＩｍｐ０ｎＡｔｔｒｉｂｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔ１０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”Ｎｕｉｌｍ－　ａｇｅＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＴｏＳｉｚｅ”）］　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｒｎ　ｉｎｔ　ＮｕｉＩｍａｇｅＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＴ０Ｓｉｚｅ（ＮｕｉＩｍ－　ａｇｅＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｅＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｏｕｔ　ｕｉｎｔ　ｆｒａｍｅＷｉｄｔｈ，ｏｕｔ　ｕｉｎｔ　ｆｒａｍｅ—　Ｈｅｉｇｈｔ）；　【ＤＵＩｍｐｏｎＡｔｔｒｉｂｕｔｅ（＠”Ｋｉｎｅｃｔｌ０．ｄｌｌ”，ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ＝”ＮｕｉＩｍ－　ａｇｅＳｔｒｅａｍＳｅｔｌｍａｇｅＦｒａｍｅＦｌａｇｓ”）】　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｔａｔｉｃ　ｅｘｔｅｍ　ｉｎｔ　ＮｕｉｌｍａｇｅＳｔｒｅａｍＳｅｔｌｍａｇｅＦｒａｍｅＦｌａｇｓ　（ＩｎｔＰｔｒ　ｐｈＳｔｒｅａｍＨａｎｄｌｅ，ＮｕｉＩｍａｇｅＳｔｒｅａｍＦｌａｇｓ　ｄｖＩｍａｇｅＦｒａｍｅ－　Ｆｌａｇｓ）；］　上述代码中，通过Ｃ＃对非托管的Ｄｌｌ的管理方　式，获取了调用设备并获取数据的权限后，调用用户　自定义数据结构和算法对数据进行处理。　３　测试　３．１模块测试　对场景展示、接口模块、数据获取模块进行测试，　从数据的一致性、Ｄｅｂｕｇ、误差限３方面给出测试结　果，如表１所示。　３．２手势识别测试　手势识别是通过数学算法来识别人类手势。手　势识别可以来自人的身体各部位的运动，但通常情况　表１　模块测试结果　指脸部和手的动作。在鼠标、键盘和触控的时代，用　这种手势识别技术可以让你摆脱键盘和鼠标的空间　限制同。Ｋｉｎｅｃｔ采集到的图像深度信息保存在一个二　维数组中。这个数组中的第一个元素表示手势位置　的深度，像素点对应的实际物体的点到Ｋｉｎｅｃｔ的距　离，以米为单位【７Ｊ。可以利用Ｋｉｎｅｃｔ采集的深度图像　做分割，限定深度范围，将该范围内的图像提取出来　。　使用此方法实现手势识别，可识别挥手和点击两种　操作。挥手时，是通过Ｋｉｎｅｃｔ摄像头捕捉，点击通过　调用指令完成，手势识别参数值如表２所示。　表２手势识别参数值　３．３图像获取测试　彩色图像获取时，使用Ｕｎｉｔｙ３Ｄ内部纹理创建，　事先设定显示大小、控制显示方式，防止图像错位，通　过定义Ｋｉｎｅｃｔ设备捕获的图片格式，作为传输的参　数，达到手动调整和控制的目的。彩色图像获取效果　如图５所示。　图５彩色图佝获取效果　４　结　论　在设计场景中实现设备的启动、数据读取、骨骼　绑定和彩色图像获取操作，模块间调用正常、数据读　取正确、传输稳定。在骨骼绑定前，通过彩色图像确　定用户的位置信息，在场景中的人物模型与检测骨　骼点的方块完全对应。　（下转第１４页）　・ｌ４・　（，￣ｏ８３ｏ）　激光报警器系统的设计与实现　２０１４年第１　１期　务业务的ＳＩＭ卡，才能完成数据传输的任务。ＳＩＭ卡　也叫用户识别卡，其中存储着用户的数据、鉴权方法　及密钥，供ＧＳＭ系统对用户身份进行鉴别。同时，用　户通过它完成与系统的连接和信息的交换。　【４］赵　冲，代茗枢．基于ＧＳＭ的防盗报警系统［Ｊ］．西安：西安　科技大学学报，２００６（￣刊）：２２—２５．　［５】聂琼，张陈陈，宋博，等．一种家用防盗光电报警器的　设计ｆＪ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，２０１３（１３）：２３—　２６．　４　结束语　本系统完成了电路的设计并结合硬件设计原理　对激光报警过程中的一些问题给出合理的实现方法。　设计均采用普通元器件，若选用抗干扰能力强、稳定　［６】黄世轩，郑８—１１．　艺，李萍．基于ＧＳＭ模块的智能防盗报警　系统的设计［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１３（１５）：　【７］　Ｍｅｅｈａｎ　Ｊｏａｎｎｅ，Ｍｕｉｒ　Ｌｉｎｄｓｅｙ．ＳＣＭ　ｉｎ　Ｍｅｒｓｅｙｓｉｄｅ　ＳＭＥｓ：Ｂｅｎｅ—　ｉｆｔｓ　ａｎｄ　ｂａｒｉｒｅｒｓ［Ｊ］．ＴＱＭ　Ｊｏｕｒｎａ１．２００８．　［８】Ｌｉｕ　Ｌｉａｎｄａ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｕ—ｔｏｎｇ，Ｌｉｕ　Ｙｏｎｇ—Ｆｅｎｇ．ＥＳＣ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｓｙ—　ｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｃ］／／　性好、精确度高的元器件其传输特性将会有很大改　善。激光报警系统借助ＳＩＭ３００　ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块，通过　成熟可靠的ＧＳＭ网络来实现远程报警功能，使用方　哈尔滨：２０１０　ＩＥＥＥ信息与自动化国际会议（ＩＣＩＡ　２０１０），　２０１０．　便、经济可靠，具有批量生产及推广的现实意义，尤其　［９】孙再信，迟崇巍，乔【１０】李毅．基于ＣＡＮ总线通信的远距离激　适合于家居环境报警系统，具有良好的应用前景。　参考文献：　光报警器的设计［Ｊ］．ＥＣＤＮ，２０１０（１　１）：５６—５８．　娜，牛晓飞．基于ＳＴＭ３２的智能家居无线激光报警　敏．基于嵌入式的无线智能家居控　系统【Ｄ］．宿州：宿州学院，２０１３．　［１１］李琮琮，张仁杰，袁制装置　无线电研究与开发，２００９，２８（１０）：４１—４３．　［１】李桂平，黄有全．基于ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ的多路检测智能防盗报　警器研究叭Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３，２１（３）：　８９－９１．　【１２】许凯军，林国锡，侯北平．基于ＧＰＲＳ的智能家居安防系　统的设计　浙江科技学院学报，２０１０，２２（１）：２７—３０．　［１３］长涛，韩中华，张楠．基于ＧＰＲＳ的无线智能家居控　制系统方案『Ｊ１．电子产品世界，２００８（４）：１１３—１１５．　【１４】许志飞，姚正林．基于ＡＲＭ的远程视频监控系统的设计　［２】　邱文静．基于ＧＳＭ短信息的家居设施遥控监测系统设计　【Ｄ］．南京：南京理工大学，２０１２．　［３】邹曙光．基于ＧＳＭ网络的无线显示系统设计［Ｊ】．Ｍｏｄｅｒｎ　ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１１，３４（１７）：３４—３６．　微计算机信息，２０１０，２６（９）：１０５—１０６．　（上接第１ｌ页）　Ｋｉｎｅｃｔ　ＳＤＫ存在内置的手势识别功能，设计中，　根据绑定的骨骼运动规则自定义手势识别。实现挥　手、点击两个动作。模块及手势识别扩展功能测试显　示时，数据传输和数据类型转换均在误差允许的范围　【３】吴国斌，李斌，阎骥洲．Ｋｉｎｅｅｔ人机交互开发实践【Ｍ】．北　京．人民邮电出版社，２０１２：４５—１６０．　［４】　刘铁猛．深入浅出ＷＰＦ［Ｍ］．北京．中国水利水电出版社，　２０１０：４８—５２．　内，有较高的可用性和可扩展性。使用Ｕｎｉｔｙ３Ｄ专业　游戏引擎与Ｋｉｎｅｃｔ数据对接准确，人机交互界面良　好，在用于体感游戏开发，可降低开发成本，具有一定　的社会推广价值。　参考文献：　【１］Ｒｏｓｓ　Ａ：Ｃｌａｒｋ，Ｙｏｎｇ－Ｈａｏ　Ｐｕａ．Ｖａｌｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｋｉｎｅｃｔ　ｆｏｒ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｕｒａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．Ｇａｉｔ＆Ｐｏｓｔｕｒｅ，２０１２，３６　（３）：３７２—３７７．　【５】　蔡彦．３Ｄ游戏场景设计与底层技术研究【Ｄ】．上海：上海　交通大学，２００８：２００—３　１０．　［６】希拉里（Ｇａｓｔ　６　ｎ　Ｃ．Ｈｉｌｌａｒ）．Ｃ＃并行编程高级教程：精通　ＮＥＴ　４　Ｐａｒａｌｌｅｌ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０１２：　１５０—３００．　［７］　吴志达．一个基于Ｕｎｉｔｙ３ｔ１游戏引擎的体感游戏研究与实　现［Ｄ】．广州：中山大学，２０１２．　【８］　林海波，梅为林，张毅，等．基于Ｋｉｎｅｅｔ骨骼信息的机械　臂体感交互系统的设计与实现ｆＪ］．计算机应用与软件，　２０１３（２），１５７—１６０．　【２】Ｔｉｌａｋ　Ｄｕｔｔａ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｋｉｎｅｃｔ　ｓｅｎｓｏｒ　ｏｆｒ　３－Ｄ　ｋｉｎｅｍａｔｉｃ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｐｌａｃｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ，２０１　１，４３　（４）：６４５—６４９．　【９］　张毅：张烁，罗元，等．基于Ｋｉｎｅｃｔ深度图像信息　的手势轨迹识别及应用ｌＪ１．计算机应用研究，２０１２（９）：　３５４７—３５５０．