VR交互技術(shù)盤點(diǎn) 3D手勢(shì)識(shí)別不是唯一選擇

　　1. 結(jié)構(gòu)光(Structure Light)

　　結(jié)構(gòu)光的代表應(yīng)用產(chǎn)品就是PrimeSense的Kinect一代了。

　　這種技術(shù)的基本原理是，加載一個(gè)激光投射器，在激光投射器外面放一個(gè)刻有特定圖樣的光柵，激光通過(guò)光柵進(jìn)行投射成像時(shí)會(huì)發(fā)生折射，從而使得激光最終在物體表面上的落點(diǎn)產(chǎn)生位移。

　　當(dāng)物體距離激光投射器比較近的時(shí)候，折射而產(chǎn)生的位移就較小;當(dāng)物體距離較遠(yuǎn)時(shí)，折射而產(chǎn)生的位移也就會(huì)相應(yīng)的變大。這時(shí)使用一個(gè)攝像頭來(lái)檢測(cè)采集投射到物體表面上的圖樣，通過(guò)圖樣的位移變化，就能用算法計(jì)算出物體的位置和深度信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間。

　　以Kinect一代的結(jié)構(gòu)光技術(shù)來(lái)說(shuō)，因?yàn)橐蕾囉诩す庹凵浜螽a(chǎn)生的落點(diǎn)位移，所以在太近的距離上，折射導(dǎo)致的位移尚不明顯，使用該技術(shù)就不能太精確的計(jì)算出深度信息，所以1米到4米是其最佳應(yīng)用范圍。

　　2. 光飛時(shí)間(Time of Flight)

　　光飛時(shí)間是SoftKinetic公司所采用的技術(shù)，該公司為Intel提供帶手勢(shì)識(shí)別功能的三維攝像頭。同時(shí)，這一硬件技術(shù)也是微軟新一代Kinect所使用的。

　　這種技術(shù)的基本原理是加載一個(gè)發(fā)光元件，發(fā)光元件發(fā)出的光子在碰到物體表面后會(huì)反射回來(lái)。使用一個(gè)特別的CMOS傳感器來(lái)捕捉這些由發(fā)光元件發(fā)出、又從物體表面反射回來(lái)的光子，就能得到光子的飛行時(shí)間。根據(jù)光子飛行時(shí)間進(jìn)而可以推算出光子飛行的距離，也就得到了物體的深度信息。就計(jì)算上而言，光飛時(shí)間是三維手勢(shì)識(shí)別中最簡(jiǎn)單的，不需要任何計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的計(jì)算。

　　3. 多角成像(Multi-camera)

　　多角成像這一技術(shù)的代表產(chǎn)品是Leap Motion公司的同名產(chǎn)品和Usens公司的Fingo。

　　這種技術(shù)的基本原理是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的攝像頭同時(shí)攝取圖像，就好像是人類用雙眼、昆蟲用多目復(fù)眼來(lái)觀察世界，通過(guò)比對(duì)這些不同攝像頭在同一時(shí)刻獲得的圖像的差別，使用算法來(lái)計(jì)算深度信息，從而多角三維成像。

　　在這里我們以兩個(gè)攝像頭成像來(lái)簡(jiǎn)單解釋一下：

　　雙攝像頭測(cè)距是根據(jù)幾何原理來(lái)計(jì)算深度信息的。使用兩臺(tái)攝像機(jī)對(duì)當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行拍攝，得到兩幅針對(duì)同一環(huán)境的不同視角照片，實(shí)際上就是模擬了人眼工作的原理。因?yàn)閮膳_(tái)攝像機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)以及它們之間相對(duì)位置的關(guān)系是已知的，只要找出相同物體(楓葉)在不同畫面中的位置，我們就能通過(guò)算法計(jì)算出這個(gè)物體(楓葉)距離攝像頭的深度了。

　　多角成像是三維手勢(shì)識(shí)別技術(shù)中硬件要求最低，但同時(shí)是最難實(shí)現(xiàn)的。多角成像不需要任何額外的特殊設(shè)備，完全依賴于計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)匹配兩張圖片里的相同目標(biāo)。相比于結(jié)構(gòu)光或者光飛時(shí)間這兩種技術(shù)成本高、功耗大的缺點(diǎn)，多角成像能提供“價(jià)廉物美”的三維手勢(shì)識(shí)別效果。