Kinect开发教程四：用Kinect控制鼠标玩水果忍者PC版
??? 最近Kinect连接Xbox玩水果忍者的视频非常红火，可惜小斤只有本本和Kinect，没法玩Xbox上的体感游戏。幸运的是，寻寻觅觅后，小斤发现水果忍者有PC版本，既然上一个教程我们已经可以让Kinect认出我们手势，在这基础上，我们用手来控制鼠标，就可以在PC上玩咯！
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???视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMjk2OTU3MjYw.html，徒手切还需要多练练。
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??? 上个教程，我们通过RaiseHand来捕捉举起后手的位置，于是小斤决定，用RaiseHand来触发鼠标移动事件，用Click来触发鼠标单击，但测试结果不让人满意，鼠标移动一卡一卡的，原因是RaiseHand识别需要时间，达不到实时的标准，怎么办呢？小斤翻阅了OpenNI的文档，找到了tracking的相关API。这样，在我们识别出手后，使用跟踪的办法得到手的实时位置，移动鼠标的问题迎刃而解！这就好比在茫茫人海中，跟着一个人走比找到一个人更容易！
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??? 因为这个教程代码量稍微多了点，小斤就不一股脑全抛上来了，先上主函数，再解释回调函数。
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???以下是Main.cpp的内容：
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#include <stdlib.h>#include <iostream>#include "opencv/cv.h"#include "opencv/highgui.h"#include <XnCppWrapper.h>#include "KinectGesture.h"#include "Appmessage.h"using namespacestd;using namespacecv;//Generatorxn::GestureGeneratorgestureGenerator;xn::HandsGeneratorhandsGenerator;xn::ImageGeneratorimageGenerator;int isRealMouseControl=0;//【1】// main functionvoid main(){ IplImage* drawPadImg=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,3); IplImage* cameraImg=cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_8U,3); cvNamedWindow("Gesture",1); cvNamedWindow("Camera",1); clearImg(drawPadImg); CvFont font; cvInitFont( &font,CV_FONT_VECTOR0,1, 1, 0, 3, 5); XnStatus res; char key=0; // Context xn::Context context; res = context.Init(); xn::ImageMetaDataimageMD; // Generator res = imageGenerator.Create( context); res = gestureGenerator.Create( context); //【2】 res=handsGenerator.Create(context); // Add gesture gestureGenerator.AddGesture("Wave", NULL); gestureGenerator.AddGesture("Click", NULL); // Register callback functions XnCallbackHandle gestureCBHandle; XnCallbackHandle handsCBHandle; gestureGenerator.RegisterGestureCallbacks(GRecognized, GProgress,(void*)drawPadImg,gestureCBHandle ); //【3】 handsGenerator.RegisterHandCallbacks(Hand_Create, Hand_Update,Hand_Destroy, (void*)drawPadImg, handsCBHandle); // Start generate context.StartGeneratingAll(); res = context.WaitAndUpdateAll(); while( (key!=27) && !(res = context.WaitAndUpdateAll()) ) { res = context.WaitAndUpdateAll(); imageGenerator.GetMetaData(imageMD); memcpy(cameraImg->imageData,imageMD.Data(),640*480*3); cvCvtColor(cameraImg,cameraImg,CV_RGB2BGR); cvPutText(drawPadImg,"Wave Your Hand to Start Tracking",cvPoint(20, 20), &font, CV_RGB(255,0,0)); cvShowImage("Gesture",drawPadImg); cvShowImage("Camera",cameraImg); key=cvWaitKey(20); switch(key){ case 'c': clearImg(drawPadImg); break; //【4】 case 'm'://simulate real mouse isRealMouseControl=1-isRealMouseControl; break; default: if(key != -1) printf("You Press%d\n",key); } } cvDestroyWindow("Gesture"); cvDestroyWindow("Camera"); cvReleaseImage(&drawPadImg); cvReleaseImage(&cameraImg); context.StopGeneratingAll(); context.Shutdown();}?
【1】程序执行后，窗体和显示和上一个手势识别的例程是一样的，由于要使用mouse_event来控制鼠标，小斤选择了MFC框架，主要是一个Dialog和一个按钮。由于我们的程序执行时，是使用OpenCV的highgui进行图像显示的，这里点击窗体上按钮后创建并开始线程，线程函数KinectGestureMain()，也就是这里的主函数。
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【2】KinectGestureMain()中的内容，大部分和上一个例程是一样的，在【2】这里，小斤创建了一个HandsGenerator，这个生成器主要帮我们负责跟踪的工作。它的创建方法和其它的生成器是一样的，传一个Context给Create()方法。
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【3】与GestureGenerator类似，我们需要为HandsGenerator注册回调函数：
XnStatusxn::HandsGenerator::RegisterHandCallbacks ( HandCreate CreateCB, HandUpdate UpdateCB, HandDestroy DestroyCB, void * pCookie, XnCallbackHandle & hCallback )
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??? 其中定义HandCreate是一个新的手（跟踪）被创建时调用的，HandDestroy 则相反，在手消失后被调用，UpdateCB在手变化位置时被调用。另外，pCookie是传给回调函数的指针，可以放一些用户数据，小斤把程序的画板图像指针传入，这样可在回调函数中直接绘图了。phCallback是一个回调函数的handle，可用来注销回调函数。
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【4】这边设定了，按m键，进入鼠标控制模式。
??? 其它代码都和上一个例程差不多，我们来看看回调函数。
// callback function for gesture recognizedvoid XN_CALLBACK_TYPEGRecognized( xn::GestureGenerator &generator, const XnChar *strGesture, const XnPoint3D *pIDPosition, const XnPoint3D *pEndPosition, void *pCookie ){ int imgStartX=0; int imgStartY=0; int imgEndX=0; int imgEndY=0; //【5】 imgStartX=(int)(640/2-(pIDPosition->X)); imgStartY=(int)(480/2-(pIDPosition->Y)); imgEndX=(int)(640/2-(pEndPosition->X)); imgEndY=(int)(480/2-(pEndPosition->Y)); IplImage* refimage=(IplImage*)pCookie; if(strcmp(strGesture,"Wave")==0) { cvLine(refimage,cvPoint(imgStartX,imgStartY),cvPoint(imgEndX,imgEndY),CV_RGB(255,255,0),6); //【6】 handsGenerator.StartTracking(*pEndPosition); } else if(strcmp(strGesture,"Click")==0) { cvCircle(refimage,cvPoint(imgStartX,imgStartY),6,CV_RGB(0,0,255),12); //【7】 if(isRealMouseControl) { messageHandler(cvPoint(imgStartX,imgStartY),0,REAL_MOUSE_CLICK); } }}// callback function forgesture progressvoid XN_CALLBACK_TYPEGProgress( xn::GestureGenerator &generator, const XnChar *strGesture, const XnPoint3D *pPosition, XnFloat fProgress, void *pCookie ){}?
【5】由于pIDPosition和pEndPosition的坐标，是以屏幕中心为(0,0)点的坐标系，在OpenCV中的显示，是以屏幕左上角为(0,0)点，所以这里做了一个转换。
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【6】这一段代码，我们的GestureGenerator识别出“挥动”手势后，调用了HandsGenerator的StartTracking()方法来开始在pEndPosition这个位置跟踪手，pEndPosition便是“挥动”“手势的结束位置。
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【7】中，如果识别出了“前推”手势，并开启了鼠标控制模式，就调用小斤定义的messageHandler()方法模拟鼠标点击。这个messageHandler()待会会在AppMessage.cpp中实现。
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?? 接着，小斤实现了Hands相关的回调函数：
//【8】void XN_CALLBACK_TYPEHand_Create(xn::HandsGenerator& generator,XnUserID nId,const XnPoint3D*pPosition, XnFloatfTime, void*pCookie){ addTrackingId(nId);} void XN_CALLBACK_TYPEHand_Update(xn::HandsGenerator& generator,XnUserID nId,const XnPoint3D*pPosition, XnFloatfTime, void*pCookie){ int imgPosX=0; int imgPosY=0; char locationinfo[100]; imgPosX=(int)(640/2-(pPosition->X)); imgPosY=(int)(480/2-(pPosition->Y)); IplImage* refimage=(IplImage*)pCookie; cvSetImageROI(refimage,cvRect(40,450,640,30)); CvFont font; cvInitFont( &font,CV_FONT_VECTOR0,1, 1, 0, 3, 5); cvSet(refimage,cvScalar(255,255,255)); if(isRealMouseControl) { sprintf(locationinfo,"MouseCtrl: %dth HandLoc: %d,%d",nId,(int)pPosition->X,(int)pPosition->Y); } else { sprintf(locationinfo,"Normal: %dth HandLoc: %d,%d",nId,(int)pPosition->X,(int)pPosition->Y); } cvPutText(refimage,locationinfo ,cvPoint(30,30), &font, CV_RGB(0,0,0)); cvResetImageROI(refimage); CvPoint thisLocation=cvPoint(imgPosX,imgPosY); //【9】 if(isRealMouseControl) { //cvCircle(refimage,cvPoint(imgPosX,imgPosY),1,CV_RGB(255,0,0),2); messageHandler(thisLocation,nId,REAL_MOUSE_MOVE); } else { cvCircle(refimage,cvPoint(imgPosX,imgPosY),1,CV_RGB(255,0,0),2); }}void XN_CALLBACK_TYPEHand_Destroy(xn::HandsGenerator& generator,XnUserID nId,XnFloat fTime,void* pCookie){ //printf("Lost Hand: %d\n", nId); removeTrackingId(nId);}?
【8】中的Hand_Create()就是CreateCB，该回调函数定义如下：
void XN_CALLBACK_TYPEHand_Create(xn::HandsGenerator& generator,XnUserID nId,const XnPoint3D*pPosition, XnFloatfTime, void*pCookie)
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??? 其中，generator指定触发Hands的生成器。
??? nId为被创建的手（跟踪）的id，这个id会随着手的不断创建和消失增加，用以标识每一个手。
??? pPosition是手当前的位置，fTime是一个Timestamp，而pCookie就是用户传入的数据指针了。
??? 在该方法中，小斤使用了自己定义的addTracking()方法，该方法也在AppMessage.cpp中实现。小斤在该文件中维护了一个数组，用以标识每个id的手是否在跟踪状态。
【9】Hand_Update()和Hand_Destroy()的参数和Hand_Create()是一样的，除去一堆绘图过程之外，小斤使用messageHandler()方法模拟鼠标移动。
以下是AppMessage.cpp的内容：
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#include "AppMessage.h"//Location and move anglelast time for each userId(Hand Id)CvPoint lastLocation[MAX_HAND_NUM];int isHandTracking[MAX_HAND_NUM]={0};int isClickDown=0;void addTrackingId(int userId){ isHandTracking[userId]=1;}void removeTrackingId(int userId){ isHandTracking[userId]=0;}CvPoint getLastLocation(int userId){ return lastLocation[userId];}void messageHandler(CvPoint &location,int userId,int flag){ //initialize the lastLocation from the location obtained bythe first time if(lastLocation[userId].x==0&&lastLocation[userId].y==0) { lastLocation[userId].x=location.x; lastLocation[userId].y=location.y; } if(flag==REAL_MOUSE_CLICK) { if(!isClickDown) { mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTDOWN,0,0,0,0); } else { mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTUP,0,0,0,0); } isClickDown=1-isClickDown; } else if(flag==REAL_MOUSE_MOVE) { //【10】 int firstHandId=-1; for(int i=0;i<MAX_HAND_NUM;i++) { if(isHandTracking[i]!=0) { if(firstHandId==-1) { firstHandId=i; break; } } } if(abs(location.x-lastLocation[userId].x)<5) { location.x=lastLocation[userId].x; } if(abs(location.y-lastLocation[userId].y)<5) { location.y=lastLocation[userId].y; } //【11】 if(userId==firstHandId) { mouse_event(MOUSEEVENTF_ABSOLUTE|MOUSEEVENTF_MOVE, (location.x-160)*65536/640*2,(location.y-120)*65536/480*2,0,0); } } lastLocation[userId].x=location.x; lastLocation[userId].y=location.y;}?
【10】根据程序维护的isHandTracking数组，找到被跟踪的第一个手。
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【11】考虑到可能有多个手被捕捉并跟踪的情况，先来先得，这里小斤让鼠标只听第一个出现的手的指挥，进行移动。
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??? 这里使用了MOUSEEVENTF_ABSOLUTE，所谓的绝对坐标，就是把计算机屏幕定义为65536*65536个点的坐标系。如果分辨率为640*480，想把鼠标移动到屏幕正中，就可以调用mouse_event(MOUSEEVENTF_ABSOLUTE|MOUSEEVENTF_MOVE,320/640*65536,240/480*65536,0,0);
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??? 这段代码中，由于OpenNI输出的分辨率为640*480，而小斤习惯抬起右手来切水果，所以只使用了右半边区域来控制鼠标，同时做了些微调，大家可以根据自己的喜好来设置。
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? ??另外，在水果忍者PC版中，切的动作是按住鼠标左键(MOUSE_LEFTDOWN)并移动(MOUSE_MOVE)来触发的。因此，小斤在程序中设定使用push手势来切换MOUSE_LEFTDOWN和MOUSE_LEFTUP。进入游戏画面后，push一下，使鼠标处于MOUSE_LEFTDOWN状态，屏幕就会出现刀光剑影咯，不想玩的时候，再push一下即可。
??? 好了，小斤要去切几盘水果休息一下咯，希望这篇文章对大家有所帮助和启发。
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??? 如果懒得建工程贴代码，本教程中的源程序，可以点此下载。
??? 另外还有一个MFC的版本，点这里下载。
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作者：小斤（陈忻）
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1 楼 tianzhilishu 2012-02-22 我使用过opencv，看到你的程序非常的激情，希望能够获得你的帮助~大神求带QQ：1073179095