Wischen, Winken, Wedeln

Technik

Kameras

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© James Pfaff / CC 2.0 US-amerikanisch

Kinect, für die Xbox 360 entwickelt, besteht aus Tiefensensor-Infrarotkamera, Farbkamera und mehreren Mikrofonen.

"Du bist der Controller: Erlebe die revolutionäre Art der Unterhaltung." Mit diesen Worten bewirbt Microsoft seinen Controller Kinect. Kinect wurde von Microsoft zusammen mit der Firma Primesense vor allem für die Xbox 360 entwickelt.

Aber es hat auch das Potenzial, an ganz anderen Stellen seine Stärken zu entfalten. Kinect braucht keine Controller für die Spieler, sondern erfasst den Bewegungszustand kontaktlos. Diese Art der Steuerung wird durch eine Kombination von Tiefensensor-Infrarotkamera, mehreren Mikrofonen, Farbkamera und Software ermöglicht.

Microsoft hat mittlerweile ein SDK (Software Development Kit) herausgegeben, mit dem sich beliebige Anwendungen für Kinect und Windows-Plattformen entwickeln lassen. Es registriert 20 Knotenpunkte an zwei Personen und legt über sie eine Art Gliederpuppe. Deren Bewegungen können dann mit den Spielfiguren verbunden werden. Kinect kann Gesichter erkennen und so unterschiedlichen Personen automatisch die richtigen Nutzerprofile zu ordnen.

Die Entwicklerfirma Primesense, die die Technik der Kamera an Microsoft geliefert hatte, veröffentlichte mittlerweile ebenfalls einen Open-Source-Treiber namens OpenNI für Windows, Linux und Mac OS. Mit ihm und der hauseigenen Middleware können Programmierer ein Vektor-Skelett mit 15 Knoten über bis zu zwei Personen legen und damit ihre Bewegungen in allen drei Dimensionen erfassen.

Technische Grundlagen

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© cmauri GPL

Mauszeigerbewegungen lassen sich mit eViacam bequem mit der Webcam steuern.

Will man seinem Computer Gesten beibringen, muss für wenige, simple Funktionen ein großer technischer Aufwand betrieben werden. Wischen, winken, wedeln kann der Computer erst verstehen, wenn ihm aufwändig beigebracht wurde, was er darunter zu verstehen hat. Aufgrund von Wahrscheinlichkeiten muss er erraten, was der Mensch ihm da zeigen will.

Relativ einfach hat es der Computer, wenn er die Informationen von einem Kontroller geliefert bekommt. Verschiedene Bewegungs- und Beschleunigungssensoren sollen diese Aufgabe übernehmen.

Der Rechner kann seine Daten etwa von einem Gyroskop beziehen. Ein Gyroskop ist ein rotierendes Rad, das sich um alle Achsen drehen kann.

Das rotierende Rad möchte in seiner Lage zur Erdachse verharren. Mit Sensoren lässt sich bestimmen, wie sich die Lage des Kontrollers relativ zum Rad verändert.

  • Winken ...

Beschleunigungssensoren helfen, Lageänderungen im Raum zu erkennen. Andere Lageinformationen kann der Kontroller aus Global-Positioning-Signalen (GPS) oder einem Kompass beziehen. Apple und andere Hersteller haben diese Technologien in ihren Smartphones integriert. Mit ihrer Hilfe lässt sich ebenfalls die Position im Raum erschließen.

Komplizierter ist die Situation, wenn der Rechner mithilfe einer Kamera, also ohne Controller, die Befehle erhalten soll. Weil jeder Mensch anders aussieht und sich anders bewegt, gibt es keine eindeutigen Koordinaten, die der Computer sofort in Befehle umsetzen kann.

Das Bild, das eine Kamera liefert, muss deshalb mit Referenzbildern verglichen oder Wahrscheinlichkeiten berechnet werden, bevor der Rechner entscheiden kann, ob ein Anwender eine bestimmte Geste vollführt. Erst dann kann er den entsprechenden Befehl ausführen.

Gestensteuerung ist deshalb sehr aufwändig in der Erstellung. Anhand zahlreicher Tests muss eine Fehlertoleranz ermittelt werden, mit der die Steuerung noch funktioniert, ohne zu viele Fehlentscheidungen zu erzeugen.

Die Firma CamSpace scheint das Problem bereits gelöst zu haben. Laut Angaben auf der Webseite des Unternehmens lassen sich Spiele und alle anderen Anwendungen lediglich mithilfe einer Webcam steuern.

Die Vorführungen sind beeindruckend. Wer es selber testen will, kann den notwendigen Treiber gratis von der Webseite laden.

  • ... und Wedeln
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© Evoluce AG

Windows 7 kann bereits heute mit einer Zusatz-Software von Kinect gesteuert werden. Microsoft will diese Funktion in das kommende Windows 8 fest integrieren.

Verschiedene Entwickler habe sich auch bereits an Kinect probiert und Anwendungen für den PC entwickelt. Das deutsche Softwarehaus Evoluce entwickelte eine Gestensteuerung für Windows 7, die Microsofts Kinect nutzt.

Der Anwender steuert den Mauszeiger dabei durch kleine Bewegungen der Hand. Die Kinect-Software WIN&I Edition ermöglicht laut Hersteller die berührungslose Bedienung von Windows 7, Windows Media Center, Browsern und vielen weiteren Anwendungen inklusive Microsoft Office.

Während der Bedienung kann der Anwender sich im Raum frei bewegen. Andere Personen im Raum stören die Bedienung nicht. Sie können die Kontrolle erst übernehmen, wenn sie der aktuelle Nutzer abgibt.

Evoluce kommt damit Microsoft zuvor, das Berichten zufolge an einem Windows-Treiber für Kinect arbeitet. Microsoft plant, die Technik von Kinect in das kommende Windows 8 zu integrieren.

Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut experimentieren ebenfalls mit der Steuerung von Computeranwendungen mittels Webcams und Kinect.

Die Ergebnisse sind aber nicht für den Hausgebrauch zu haben, sondern in der Regel als Industrieanwendungen oder für Spezialbereiche wie der Medizin reserviert.

Fest steht aber, dass in den kommenden Jahren die Gestensteuerung in alle Bereiche der Computernutzung - sowohl auf mobilen wie auch auf Desktop-Geräten - einziehen werden. Sie wird unseren Umgang mit Computern vielleicht noch selbstverständlicher machen als heute.

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