Введение
Kinect — это горизонтальный стержень с датчиками, соединенный с небольшим основанием с моторизованным шарниром и предназначенный для расположения по длине под видеодисплеем.
Мы собрали и разобрали наш Kinect в день запуска — 4 ноября 2010 года.
Шаг 1 Разборка Xbox 360 Kinect
Наконец-то у нас появился представитель Microsoft в сфере игр с движениями — Kinect. Кодовое название Kinect от Microsoft было Project Natal.
Это не просто очередная подделка Wiimote. Kinect — результат сотен миллионов долларов исследований, которые Microsoft вложила в распознавание речи и движений.
Kinect — это не портативный игровой контроллер, как Wiimote или Playstation Move, а сложный набор датчиков, определяющих ваше положение и движения в трехмерном пространстве.
О том, как Kinect распознает движения, уже написано несколько замечательных статей. Мы не будем повторять здесь все основы, поэтому, если вам интересно, ознакомьтесь с вышеупомянутыми статьями.
Шаг 2
Эволюция контроллеров в стиле игровых консолей.
Сверху вниз:
оригинальный Xbox Controller S, Kinect
Nintendo Virtual Boy, Wiimote
Оригинальный контроллер Sony PlayStation, PlayStation Move.
Нам нравится, что мир находится на том этапе, когда мы не так часто модернизируем свои компьютеры. Вместо этого мы модернизируем датчики, чтобы компьютер больше понимал о нас.
Добавить Kinect к Xbox — все равно что добавить сонар к подводной лодке: конечно, вы и раньше могли управлять ею, но теперь она видит, куда плывет. Ладно, это довольно натянутая аналогия. Но суть вы уловили.
Шаг 3
Между нами и внутренностями Kinect находится резиновая прокладка. Давайте разберемся с этим…
Моторизованная база может поворачивать верхнюю сенсорную панель, чтобы следить за вами, пока вы танцуете по комнате. Звучит полезно, но мы опасаемся механических деталей, которые могут выйти из строя.
Шаг 4
Пластиковое основание крепится с помощью квартета винтов T6 Torx.
После снятия пластикового основания нужно открутить еще четыре винта Phillips #0.
Обратите внимание, что Microsoft уже дошла до ревизии H. Если это день запуска, то что случилось с ревизиями A-G?
Шаг 5
Мотор и шестеренки Kinect выглядят не слишком надежными.
В основании размером с американский четвертак находится крошечный мотор с тремя хрупкими пластиковыми шестеренками. Если не считать проблем с перегревом верхнего блока, мы полагаем, что этот узел мотора будет слабым местом Kinect.
Не заставляйте Kinect физически занимать определенное положение — позвольте ему автоматически откалибровать прицел.
Шаг 6
С помощью металлической лопатки и довольно серьезных усилий мы смогли снять нижнюю решетку. Это нелегко, поскольку компания Microsoft нанесла клей довольно обильно.
Команда Microsoft создала Kinect на основе эталонного дизайна PrimeSense.
Microsoft еще не приобрела Primesense. Это говорит о том, что, как бы ни было впечатляюще аппаратное обеспечение, всю тяжелую работу выполняет программное обеспечение Microsoft, превращая массив данных с сенсорной панели в 3D-сетку вашего пространственного положения.
Шаг 7
Microsoft использовала винты T10 Torx. Это не очень хорошо. У нас уже три типа винтов, а мы еще даже не открыли его.
Невинно выглядящая наклейка Xbox 360 служит прикрытием для третьего винта с каждой стороны Kinect.
Шаг 8
Успех! Теперь начинается настоящее веселье!
Большая часть вычислительной мощности Xbox посвящена играм, поэтому Kinect предварительно обрабатывает изображение, прежде чем отправить его на Xbox. Kinect сводит всю собранную информацию о вашей гостиной к двум параметрам: цветному изображению и карте глубины.
Шаг 9
Тонкий форм-фактор Kinect заставил Microsoft разделить основную плату, расположив три платы вертикально, как в маленьком многоквартирном доме.
На дальнем конце Kinect находится вентилятор. Он ориентирован так, чтобы всасывать воздух с одной стороны Kinect и выталкивать его с другой.
Шаг 10
Наконец-то мы нашли глаза Kinect.
Две камеры и ИК-проектор.
Слева: (ИК-КМОП) Microsoft / X853750001 / VCA379C7130
Центр: (цветная КМОП) VNA38209015
Справа: (ИК-проектор) OG12 / 0956 / D306 / JG05A
На этой фотографии устройство перевернуто, поэтому эти метки отличаются от тех, что вы увидите, глядя на Kinect.
Это не крошечные камеры для мобильных телефонов — они ближе к веб-камерам, с большими объективами и автофокусом.
Пока мы не можем подтвердить разрешение камер, но Microsoft утверждает, что инфракрасная камера имеет разрешение 320×240, а RGB-камера — 640×480.
Шаг 11
Это диаграмма Prime Sense, объясняющая, как работает их эталонная платформа. Kinect — первая (и единственная) реализация этой платформы.
Одна камера (и один ИК-передатчик) обеспечивает входной сигнал для карты глубины (по слухам, всего 320×240), в то время как третья камера определяет визуальный спектр человека с разрешением 640×480.
Мы слышали заявления о том, что система может измерять расстояние в пределах 1 см с точностью до двух метров. Хотя в концептуальном плане это здорово, первые обзоры показывают, что в реальном мире такой точности пока не добиться.
Шаг 12
Все четыре микрофона подключаются к материнской плате с помощью одного кабельного разъема.
Открутив три разъема и семь винтов T10 Torx, можно отделить верхнюю плату от двух других плат.
Шаг 13
Разогрев клей на радиаторе с помощью тепловой пушки, можно без особых проблем поддеть его с материнской платы с помощью лопатки.
Шаг 14
Мозг Kinect. Сотрудники UBM TechInsights помогли нам идентифицировать многие из этих микросхем. Сканирование этой платы в высоком разрешении можно посмотреть здесь.
Wolfson Microelectronics WM8737G — стерео АЦП с микрофонным предусилителем
Fairchild Semiconductor FDS8984 — N-канальный MOSFET PowerTrench
NEC uPD720114 — контроллер-концентратор USB 2.0
H1026567 XBOX1001 X851716-005 GEPP (Помогите нам идентифицировать этот пакет SAP размером 6 мм x 4,9 мм. Возможно, SPI-флэш, возможно, Atmel?)
Marvell AP102 — SoC с контроллером интерфейса камеры
Hynix H5PS5162FF 512 мегабит DDR2 SDRAM
Шаг 15
Analog Devices AD8694 — Quad, Low Cost, Low Noise, CMOS Rail-to-Rail Output Operational Amplifier
TI ADS7830I — 8-разрядный, 8-канальный выборочный АЦП с интерфейсом I2C
Allegro Microsystems A3906 — низковольтный драйвер шагового и одиночного/двойного двигателя постоянного тока
ST Microelectronics M29W800DB — 8 Мбит (1Мб x8 или 512Кб x16) NV Flash Memory
PrimeSense PS1080-A2 — SoC процессор датчика изображения
Шаг 16
На этой плате аудиоконтроллер USB TI TAS1020B расположен спереди и в центре.
Акселерометр Kionix MEMS KXSD9, вероятно, используется для определения наклона и угла наклона, а также, возможно, для стабилизации изображения. Kinect также использует его, чтобы узнать, был ли датчик перемещен извне.
Шаг 17
Чем дальше мы заходим в Kinect, тем сильнее ощущаем связь с ним.
Ну что, Джонни 5?
Шаг 18
Здесь мы обнаружили три из четырех микрофонов внутри Kinect.
Всего здесь четыре направленных вниз микрофона: три на правой стороне и один на левой.
Microsoft решила, что для оптимального сбора звука лучше всего ориентировать их вниз.
Чтобы правильно распознавать голосовые команды, Kinect должен выполнить калибровку звука для комнаты, в которой он находится. Однако если вы измените расстановку мебели в комнате, калибровку необходимо выполнить заново.
Шаг 19
Эта плата удерживается на месте четырьмя стойками. Мы использовали игольчатые плоскогубцы, но для этой работы подойдет гайковерт на 5 мм.
Наши друзья из Adafruit объявили конкурс на 2000 долларов для первой команды, которая напишет драйвер с открытым исходным кодом для Kinect. Wiimote был очень полезен для наших хобби-проектов по робототехнике, а продвинутые сенсоры Kinect могут стать настоящим толчком для исследований в области робототехники.
Шаг 20
Наконец-то! Мы можем извлечь шнур питания/данных из корпуса Kinect.
Microsoft использует для Kinect разъем, похожий на USB. Kinect потребляет 12 Вт, что немного больше, чем 2,5 Вт, обеспечиваемые стандартным USB-портом.
Посреди множества сложных датчиков и преобразователей мы удаляем светодиодный индикатор состояния.
Шаг 21
Открутив еще несколько винтов, две камеры и ИК-передатчик легко снимаются с металлической опорной планки.
Между ИК-проектором и металлической опорной планкой находится еще один компонент. Скорее всего, это устройство Пельтье, используемое для охлаждения ИК-проектора.
Шаг 22
Две камеры и ИК-проектор, расположенные рядом друг с другом.
Благодаря тому, что камера глубины резкости и RGB-камера находятся на рассчитанном расстоянии друг от друга, Kinect способен мгновенно воплощать реальные объекты в 3D-изображения на экране.
В Kinect нет других способов ввода информации, кроме голосовых команд и жестов, поэтому основой системы ввода информации является система датчиков, состоящая из микрофонов и камер.
Шаг 23
Теперь наш Kinect полностью разобран.
Бессовестная заглушка: Мы теперь продаем запчасти для игровых консолей! Наш набор для ремонта Xbox 360 RROD или PS3 YLOD может вдохнуть новую жизнь в вашу мертвую или умирающую консоль.
Ремонтопригодность Microsoft Kinect: 5 из 10 (10 — самый простой ремонт).
Конструкция очень модульная, поэтому замена отдельных компонентов (например, мотора) при выходе их из строя не представляет проблемы.
Для разборки не требуется пайка.
Несмотря на модульную конструкцию, разборка такого устройства может быть затруднена из-за огромного количества деталей.
Microsoft использовала четыре вида винтов, в том числе и ненавистные защитные биты: T6, T10, T10 security и Phillips #0.
Без руководства по обслуживанию ремонт будет довольно сложным. Компания Microsoft не выпустила руководство по обслуживанию. Если мы получим достаточный спрос, мы сделаем за них их работу и опубликуем руководство.
