Когда в ноябре 2010 компания Microsoft выпустила контроллер Kinect for Xbox, это произвело буквально революцию в области компьютерных игр. На то время Kinect стал самой недорогой трехмерной камерой в мире, способной отслеживать движения и жесты людей, которая избавила игроков от необходимости использования джойстиков и традиционных контроллеров, позволяя игрокам более глубоко погружаться в игровой процесс. Компания Microsoft в течение 60 дней продала более 8 миллионов экземпляров Kinect-а, что сделало его самым быстро продаваемым электронным устройством в мире.

«После этого начало происходить нечто интересное» – рассказывает Оливер Коссэрт (Oliver Cossairt), профессор из Северо-Западного университета (Northwestern University), – «Microsoft открыла доступ к программному обеспечению, обслуживающему устройство и обрабатывающему получаемые им трехмерные данные. Благодаря этому, люди смогли использовать это недорогое устройство во множестве других областей, включая робототехнику, медицину и навигацию».

Рис. 1.

Но, пользователи быстро выявили все недостатки и ограничения Kinect-а. Контроллер не работает на открытом пространстве и он производит трехмерные картины достаточно низкого качества. И, держа это в памяти, группа Оливера Коссэрта разработала новую трехмерную камеру, лишенную недостатков Kinect-а, которая недорога, способна производить достаточно качественные снимки и сохраняет работоспособность при любых условиях окружающей среды, работая, в том числе, и на открытом воздухе.

Контроллеры Kinect первого и второго поколения работают, проецируя на сцену определенные световые образы. Отраженные от объектов свет улавливается датчиком, а специализированные алгоритмы рассчитывают глубину каждого пикселя трехмерного изображения.

Такой метод работает достаточно быстро, но он не обеспечивает той точности, которую обеспечивают технологии сканирования одним лазерным лучом.

Камера MC3D (Motion Contrast 3D) также использует технологию сканирования одним лучом, но использует это несколько иначе, нежели традиционные сканеры типа LIDAR. Принцип работы камеры MC3D смоделирован с принципа работы глаз человека, которые фокусируются только на тех частях сцены, которые изменяются в текущий момент времени. Этот метод также работает достаточно быстро, обеспечивая высокое качество создаваемого изображения.

«Если ваш глаз в течение длительного времени видит одно и тоже изображение, то нейроны перестают передавать сигналы в мозг» – рассказывает Оливер Коссэрт, – «Нейроны начинают сигналить тогда, когда ваши глаза видят какие-либо изменения. И такой принцип оказался весьма полезным в деле создания новой трехмерной камеры».

Рис. 2.

Контроллер Kinect не может работать на открытом воздухе в первую очередь из-за того, что даже рассеянный солнечный свет забивает изображение проецируемых контроллеров световых образов. Лазер, используемый в камере MC3D, устраняет эту проблему, он всегда светит более ярко, оставаясь видимым даже на фоне освещения от прямого солнечного света.

«Для того, чтобы трехмерная камера была действительно универсальной, требуется чтобы ее можно было использовать в повседневной жизни при любых условиях» – рассказывает Оливер Коссэрт, – «И работа на открытом пространстве – это важная функция нашей камеры, которой полностью лишены контроллеры типа Kinect-а».

Разработчики камеры MC3D полагают, что

у их детища есть множество областей применения не только в индустрии развлечений, но и в науке и промышленности, везде, где требуется получение качественной трехмерной картины «дикой местности».

К этим областям относится в первую очередь робототехника, промышленная автоматизация, дополненная реальность, биоинформатика и многое другое. Также функциями камеры MC3D могут воспользоваться автомобили-роботы и самодвижущиеся инвалидные кресла, и это направление будет активно развиваться далее благодаря тому, что группа Коссэрта получила премию Google Faculty Research Award, направленную на интеграцию разработанной ими технологии на платформы автономных транспортных средств.