Наконец-то мы дождались выхода Microsoft на арену игр с управлением движением — Kinect. Кодовое название Kinect в Microsoft было Project Natal.

Это не просто очередной клон Wiimote. Kinect — результат многомиллионных инвестиций Microsoft в исследования в области распознавания речи и движений.

Kinect — это не ручной игровой контроллер, как Wiimote или PlayStation Move, а сложный комплекс датчиков, который определяет ваше положение и движения в трехмерном пространстве.

Уже существует несколько отличных материалов, объясняющих, как Kinect распознает движения. Мы не будем повторять основы, поэтому, если вас интересует эта тема, ознакомьтесь со статьями по ссылкам выше.

Эволюция контроллеров в стиле игровых консолей.

Сверху вниз:

Оригинальный контроллер Xbox Controller S, Kinect

Nintendo Virtual Boy, Wiimote

Оригинальный контроллер Sony PlayStation, PlayStation Move.

Нам нравится, что мир дошел до того момента, когда компьютеры обновляются не так часто. Вместо этого мы обновляем датчики, чтобы компьютер лучше нас понимал.

Добавление Kinect к Xbox — это как установка сонара на подводную лодку: конечно, вы могли управлять ею и раньше, но теперь она видит, куда движется. Ладно, аналогия довольно натянутая. Вы поняли суть.

Между нами и внутренностями Kinect находится резиновая прокладка. Давайте с ней разберемся...

Моторизованное основание может поворачивать верхнюю панель с датчиками, чтобы отслеживать ваши движения по комнате. Звучит полезно, но мы с опаской относимся к механическим деталям, склонным к поломкам.

Пластиковое основание закреплено четырьмя винтами T6 Torx.

После снятия пластикового основания необходимо выкрутить еще четыре винта Phillips #0.

Мотор и шестерни Kinect выглядят не слишком прочными.

Основание размером примерно с американскую монету в четверть доллара содержит крошечный мотор с тремя хрупкими пластиковыми шестернями. Если не брать в расчет проблемы с перегревом верхнего блока, мы предполагаем, что этот моторный узел станет «слабым звеном» Kinect.

С помощью металлического spudger и приложив значительные усилия, нам удалось снять нижнюю решетку. Это непросто, так как Microsoft не пожалела клея.

Команда Microsoft построила Kinect на основе эталонного проекта компании PrimeSense.

Microsoft еще не приобрела PrimeSense. Это указывает нам на то, что, несмотря на впечатляющее «железо», основную работу выполняет программное обеспечение Microsoft, преобразующее массив данных с сенсорной панели в 3D-сетку вашего пространственного положения.

Microsoft использовала винты T10 Torx Security. Это не очень хорошо. Мы столкнулись уже с тремя типами винтов, а устройство еще даже не открыто.

Успех! Теперь начинается самое интересное!

Большая часть вычислительной мощности Xbox уходит на игры, поэтому Kinect предварительно обрабатывает изображение, прежде чем передать его на Xbox. Kinect сводит всю информацию, собранную о вашей комнате, к двум составляющим: цветному изображению и карте глубины.

Из-за тонкого корпуса Kinect компания Microsoft была вынуждена разделить основную плату на три части, разместив их вертикально, как в небольшом многоквартирном доме.

На дальнем конце Kinect установлен вентилятор. Он расположен так, чтобы втягивать воздух с одной стороны Kinect и выталкивать его с другой.

Мы наконец нашли «глаза» Kinect.

Две камеры и ИК-проектор.

Слева: (ИК-сенсор CMOS) Microsoft / X853750001 / VCA379C7130

По центру: (Цветной сенсор CMOS) VNA38209015

Справа: (ИК-проектор) OG12 / 0956 / D306 / JG05A

Это не крошечные камеры от мобильных телефонов — они ближе к камерам, которые можно найти в веб-камерах, с большими объективами и автофокусом.

Мы пока не можем независимо подтвердить разрешение камер, но Microsoft заявляет, что разрешение инфракрасной камеры составляет 320x240, а RGB-камеры — 640x480.

Это диаграмма Prime Sense, поясняющая принцип работы их эталонной платформы. Kinect является первой (и единственной) реализацией этой платформы.

Одна камера (и один ИК-излучатель) предоставляют данные для карты глубины (по слухам, с разрешением всего 320x240), в то время как третья камера распознает человеческий визуальный спектр с разрешением 640x480.

Мы слышали утверждения, что система может измерять расстояние с точностью до 1 см на дистанции в два метра. Хотя в теории это звучит отлично, первые отзывы показывают, что в реальных условиях вы не получите и близкой точности — по крайней мере, пока.

Все четыре микрофона подключаются к материнской плате с помощью одного шлейфа.

После отсоединения трех разъемов и откручивания семи винтов T10 Torx верхнюю плату можно отделить от двух других плат.

После нагрева клеевого слоя на радиаторе с помощью термофена можно без труда поддеть и снять его с материнской платы при помощи пластиковой лопатки (spudger).

«Мозги» Kinect. Специалисты из UBM TechInsights помогли нам идентифицировать многие из этих чипов. Вы можете увидеть скан этой платы в высоком разрешении здесь.

Wolfson Microelectronics WM8737G — стерео АЦП с микрофонным предусилителем

Fairchild Semiconductor FDS8984 — N-канальный MOSFET-транзистор PowerTrench

NEC uPD720114 — USB 2.0 хаб-контроллер

H1026567 XBOX1001 X851716-005 GEPP (Помогите нам идентифицировать этот SAP-корпус размером 6 мм x 4,9 мм. Возможно, это SPI flash или, может быть, Atmel?)

Marvell AP102 — SoC с контроллером интерфейса камеры

Hynix H5PS5162FF 512-мегабитная DDR2 SDRAM

Analog Devices AD8694 — четырехканальный малошумящий операционный усилитель CMOS с выходным сигналом от шины до шины и низкой стоимостью

TI ADS7830I — 8-битный 8-канальный АЦП с интерфейсом I2C

Allegro Microsystems A3906 — драйвер низковольтных шаговых двигателей и двигателей постоянного тока (одинарных/двойных)

ST Microelectronics M29W800DB — 8-мегабитная (1 Мб x8 или 512 Кб x16) энергонезависимая флеш-память

PrimeSense PS1080-A2 — однокристальный процессор датчика изображения

В центре этой платы расположен USB-аудиоконтроллер TI TAS1020B.

Акселерометр Kionix MEMS KXSD9, вероятно, используется для определения наклона, а возможно, и для стабилизации изображения. Kinect также использует его, чтобы определить, было ли устройство перемещено извне

Чем глубже мы погружаемся в устройство Kinect, тем сильнее чувствуем с ним связь.

И ты, Джонни 5?

Здесь мы обнаружили три из четырех микрофонов внутри Kinect.

Всего в устройстве четыре направленных вниз микрофона: три с правой стороны и один с левой.

В Microsoft решили, что направленность вниз является оптимальной для качественного захвата звука.

Для корректного распознавания голосовых команд Kinect должен выполнить аудиокалибровку помещения, в котором находится. Однако, если вы переставите мебель в комнате, калибровку придется выполнить заново.

Эта плата закреплена на четырех стойках. Мы использовали плоскогубцы с тонкими губками, но торцевой ключ на 5 мм был бы более «правильным» инструментом для этой работы.

Наши друзья из Adafruit объявили награду в $2000 для первой команды, которая напишет драйвер с открытым исходным кодом для Kinect. Пульт Wiimote оказался чрезвычайно полезным для наших проектов по любительской робототехнике, а передовые сенсоры Kinect действительно могут дать мощный толчок исследованиям в области робототехники.

Наконец-то! Мы можем извлечь кабель питания/передачи данных из корпуса Kinect.

Microsoft использует для Kinect разъем, похожий на USB. Kinect потребляет 12 Вт, что значительно больше 2,5 Вт, которые обеспечивает стандартный порт USB.

Среди множества сложных датчиков и преобразователей мы извлекаем светодиодный индикатор состояния.

После удаления еще нескольких винтов две камеры и ИК-излучатель легко снимаются с металлической опорной планки.

Между ИК-проектором и металлической опорной планкой зажат еще один компонент. Вероятно, это элемент Пельтье, используемый для охлаждения ИК-проектора.

Две камеры и ИК-проектор, расположенные рядом друг с другом.

Благодаря расчетному расстоянию между камерой глубины и RGB-камерой Kinect способен мгновенно переносить реальные объекты в трехмерном виде на экранные изображения.

Поскольку устройство не имеет других способов ввода, кроме голосовых команд и жестов, ключевым элементом системы ввода Kinect является сенсорная система, состоящая из микрофонов и камер.

Наш Kinect полностью разобран.

Бесстыжая реклама: теперь мы продаем запчасти для игровых консолей! Наш набор для устранения «красного кольца смерти» (RROD) Xbox 360 или набор для устранения «желтого огня смерти» (YLOD) PS3 может вдохнуть новую жизнь в вашу неисправную или умирающую консоль.

Ремонтопригодность Microsoft Kinect: 5 из 10 (10 — самый простой в ремонте).

Конструкция очень модульная, и замена отдельных компонентов (например, мотора) в случае их выхода из строя не должна стать проблемой.

Для разборки пайка не требуется.

Несмотря на модульность, разобрать его может быть непросто из-за огромного количества мелких деталей.

Microsoft использовала четыре типа винтов, включая ненавистные многим антивандальные шлицы: T6, T10, T10 с отверстием и Phillips #0.

Без сервисного руководства ремонт будет довольно сложной задачей. Microsoft не предоставила сервисного руководства. Если будет достаточный спрос, мы сделаем их работу за них и опубликуем его.