基于Kinect的PPT控制系统研究*

朱明茗+景红

摘 要：在高校中，运用PPT课件的多媒体教学已经成为一种非常重要的课堂教学活动形式。本文对基于基本输入设备的PPT控制系统在教学运用中存在的主要问题进行了分析，并简要介绍了Kinect的基本功能和应用优势。在此基础上，本文详细阐述了如何实现Kinect对PPT的控制。

关键词：PPT；高校教学；Kinect

中图分类号：TP316 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）09-0080-02

一、引言

PPT最初开发的目的是用于公众场合的演讲，它具有完善的多媒体处理功能和很多灵活的控制方式，且相对于其他技术更简单易学。近年来，PPT在高校教学中的应用更是广泛，几乎成为了不可或缺的工具。PPT的使用，大大提高了教师传授知识的效率，使老师从完全板书中得到解放，而且PPT中可以添加图像、声音、视频等多媒体内容，更加有利于教师对教学内容的表达，提高了教师的授课效果。

PPT显示的都是标准文字，更清晰易读，使学生不必要去“猜”教师板书中的文字，从而提高了学生对课程内容的理解和课程笔记的质量。并且PPT可保存和复制的特性，弥补了板书的实时性所带来的缺陷，即便是在课后复习中，学生也很容易重现教师的授课思路，有利于学生对知识的掌握。

但是，PPT在广泛应用的同时，随之带来的问题也不容忽视，如在师生时间的交互性和效率上。如今课堂中，教师一般通过鼠标、键盘来控制PPT。由于鼠标、键盘与讲台绑在一起，这就将教师限制在了讲台之上。这样在某种程度上增加了学生和教师之间的距离感，减少了师生之间的交流，降低教学过程中的互动性，从而影响教学质量。激光笔在使用的灵活性方面得到改善，但“光点的晃来晃去”也常常扰乱了学生的视线。

Kinect是一种3D体感摄影机，它能够准确地追踪人体骨骼，识别人体的动作并实时处理。人们可以站在Kinect前做出各种动作来与计算机交互，而不需要佩带或接触任何输入设备。通过将Kinect体感设备与PPT结合，教师对PPT的控制具有更大的灵活性，进而提高了课堂教学效率。

二、Kinect简介

Kinect是微软在2010发布Xbox 360时，将其作为体感周边外设一起推出的。Kinect提供了一种全新的操作方式，它通过语言、手势、动作，以自然用户界面实现操作。

如图1所示，Kinect有两个3D深度摄像头和一个RGB摄像头。左边的深度摄像头发射红外光谱，覆盖整个Kinect的可视范围；右边的红外线接收器，接收并读取反射散斑，进而创建Kinect可视范围内的深度图像。中间的RGB彩色摄像头，拍摄可视范围内的彩色图像，配合3D摄像头实现Kinect的图像识别检测操作。Kinect的下部是一个麦克风阵列，由4个麦克风组成，用来采集和定位声音，同时帮助过滤背景噪声，使其作为语音识别的命令。Kinect的底座内置仰角控制马达，可通过编程控制Kinect的拍摄角度，使摄像头本体能够看到的范围更广泛。

三、基于Kinect的PPT控制系统的设计

本系统通过使用OpenNI/NITE平台，设计并实现Kinect对手势的获取与识别。目前，OpenNI/NITE只支持4种手势，即Wave（挥手），Click(点)，RaiseHand(举手)，MovingHand（移动手）。在这里设定当用户Click时，表示翻入“下一页”，当用户“RaiseHand”时，表示翻入“上一页”。具体实现流程如图2所示。

1.实例化context对象,声明深度和手势生产节点

Context对象保存了应用程序使用OpenNI的完整状态，首先对Context对象声明和初始化；其次，声明生产节点Generator。Generator根据声明的类型不同，生成所需要的数据，供其他生产节点使用。最后，通过Context对象，保存DepthGenerator和GestureGenerator生产链。关键代码如下：

// initial context

xn::Context mContext;

eRes = mContext.Init();

//create depth generator

xn::DepthGeneratormDepthGenerator;

eRes = mDepthGenerator.Create( mContext );

// initial gesture generator

xn::GestureGeneratormGesture;

eRes = mGesture.Create( mContext );

2.添加识别的手势

GestureGenerator主要用于手势识别，这里通过使用AddGesture函数将“RaiseHand”和“Click”两个手势动作加入。具体实现如下：

// add“Click”

eRes =mGesture.AddGesture( "Click", NULL );

// add“RaiseHand”

eRes =mGesture.AddGesture( "RaiseHand", NULL );

3.声明回调函数

当需要的手势被识别出来时，需要通过回调函数具体处理。在这里，通过声明RegisterGestureCallBacks()函数来登记GestureGenerator的回调函数GestureRecognized()和GestureProcess()，从而实现对侦测到的手势的处理。其中，当手势结束时，调用GestureRecognized()，当手势在执行中时，调用GestureProcess()。回调函数形式如下：

mGesture.RegisterGestureCallbacks( GRecognized, GProgress, NULL, hHandle );

其中，GRecognized为图像处理后的回调函数，Progress是手势进行中的回调函数，hHandle是传入用户的数据。

4.处理识别手势

GRecognized（）函数对识别出的手势进行具体的处理。当手势识别出来时，将具体手势信息参数传入本函数中，当参数名称为“RaiseHand”时，系统发出“向上翻”的命令，当参数名称为“Click”时，需提供发出“向下翻”命令。处理函数形式如下：

void XN_CALLBACK_TYPE GRecognized( xn::GestureGenerator &generator, const XnChar *strGesture,

const XnPoint3D *pIDPosition, const XnPoint3D *pEndPosition, void *pCookie );

其中，generator为发现手势的生产节点，strGesture存储被识别的手势名称，iPDPosition与pEndPosition为手势的起始与终止位置，pCookie为传入的用户参数。

5.实验结果

如图3展示了动作识别的结果和手部的坐标数据。系统通过识别出的手部动作，触发键盘事件，进而实现控制PPT翻页功能。

四、结束语

PPT课件在高校课堂中应用的比重越来越大，以PPT课件为基础的教学系统中存在的弊端也不容忽视。本文通过Kinect实现手势控制PPT，对以后针对Kinect的PPT控制系统的开发和优化有一定的实用和参考价值。

参考文献：

[1]马建荣,章苏静,李凤.基于体感技术的亲子互动游戏设计与实现[J].中国电化教育，2012.

[2]heresy.OPENNI的手势侦测.http://viml.nchc.org.tw/.

（编辑：杨馥红）

endprint

摘 要：在高校中，运用PPT课件的多媒体教学已经成为一种非常重要的课堂教学活动形式。本文对基于基本输入设备的PPT控制系统在教学运用中存在的主要问题进行了分析，并简要介绍了Kinect的基本功能和应用优势。在此基础上，本文详细阐述了如何实现Kinect对PPT的控制。

关键词：PPT；高校教学；Kinect

中图分类号：TP316 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）09-0080-02

一、引言

PPT最初开发的目的是用于公众场合的演讲，它具有完善的多媒体处理功能和很多灵活的控制方式，且相对于其他技术更简单易学。近年来，PPT在高校教学中的应用更是广泛，几乎成为了不可或缺的工具。PPT的使用，大大提高了教师传授知识的效率，使老师从完全板书中得到解放，而且PPT中可以添加图像、声音、视频等多媒体内容，更加有利于教师对教学内容的表达，提高了教师的授课效果。

PPT显示的都是标准文字，更清晰易读，使学生不必要去“猜”教师板书中的文字，从而提高了学生对课程内容的理解和课程笔记的质量。并且PPT可保存和复制的特性，弥补了板书的实时性所带来的缺陷，即便是在课后复习中，学生也很容易重现教师的授课思路，有利于学生对知识的掌握。

但是，PPT在广泛应用的同时，随之带来的问题也不容忽视，如在师生时间的交互性和效率上。如今课堂中，教师一般通过鼠标、键盘来控制PPT。由于鼠标、键盘与讲台绑在一起，这就将教师限制在了讲台之上。这样在某种程度上增加了学生和教师之间的距离感，减少了师生之间的交流，降低教学过程中的互动性，从而影响教学质量。激光笔在使用的灵活性方面得到改善，但“光点的晃来晃去”也常常扰乱了学生的视线。

Kinect是一种3D体感摄影机，它能够准确地追踪人体骨骼，识别人体的动作并实时处理。人们可以站在Kinect前做出各种动作来与计算机交互，而不需要佩带或接触任何输入设备。通过将Kinect体感设备与PPT结合，教师对PPT的控制具有更大的灵活性，进而提高了课堂教学效率。

二、Kinect简介

Kinect是微软在2010发布Xbox 360时，将其作为体感周边外设一起推出的。Kinect提供了一种全新的操作方式，它通过语言、手势、动作，以自然用户界面实现操作。

如图1所示，Kinect有两个3D深度摄像头和一个RGB摄像头。左边的深度摄像头发射红外光谱，覆盖整个Kinect的可视范围；右边的红外线接收器，接收并读取反射散斑，进而创建Kinect可视范围内的深度图像。中间的RGB彩色摄像头，拍摄可视范围内的彩色图像，配合3D摄像头实现Kinect的图像识别检测操作。Kinect的下部是一个麦克风阵列，由4个麦克风组成，用来采集和定位声音，同时帮助过滤背景噪声，使其作为语音识别的命令。Kinect的底座内置仰角控制马达，可通过编程控制Kinect的拍摄角度，使摄像头本体能够看到的范围更广泛。

三、基于Kinect的PPT控制系统的设计

本系统通过使用OpenNI/NITE平台，设计并实现Kinect对手势的获取与识别。目前，OpenNI/NITE只支持4种手势，即Wave（挥手），Click(点)，RaiseHand(举手)，MovingHand（移动手）。在这里设定当用户Click时，表示翻入“下一页”，当用户“RaiseHand”时，表示翻入“上一页”。具体实现流程如图2所示。

1.实例化context对象,声明深度和手势生产节点

Context对象保存了应用程序使用OpenNI的完整状态，首先对Context对象声明和初始化；其次，声明生产节点Generator。Generator根据声明的类型不同，生成所需要的数据，供其他生产节点使用。最后，通过Context对象，保存DepthGenerator和GestureGenerator生产链。关键代码如下：

// initial context

xn::Context mContext;

eRes = mContext.Init();

//create depth generator

xn::DepthGeneratormDepthGenerator;

eRes = mDepthGenerator.Create( mContext );

// initial gesture generator

xn::GestureGeneratormGesture;

eRes = mGesture.Create( mContext );

2.添加识别的手势

GestureGenerator主要用于手势识别，这里通过使用AddGesture函数将“RaiseHand”和“Click”两个手势动作加入。具体实现如下：

// add“Click”

eRes =mGesture.AddGesture( "Click", NULL );

// add“RaiseHand”

eRes =mGesture.AddGesture( "RaiseHand", NULL );

3.声明回调函数

当需要的手势被识别出来时，需要通过回调函数具体处理。在这里，通过声明RegisterGestureCallBacks()函数来登记GestureGenerator的回调函数GestureRecognized()和GestureProcess()，从而实现对侦测到的手势的处理。其中，当手势结束时，调用GestureRecognized()，当手势在执行中时，调用GestureProcess()。回调函数形式如下：

mGesture.RegisterGestureCallbacks( GRecognized, GProgress, NULL, hHandle );

其中，GRecognized为图像处理后的回调函数，Progress是手势进行中的回调函数，hHandle是传入用户的数据。

4.处理识别手势

GRecognized（）函数对识别出的手势进行具体的处理。当手势识别出来时，将具体手势信息参数传入本函数中，当参数名称为“RaiseHand”时，系统发出“向上翻”的命令，当参数名称为“Click”时，需提供发出“向下翻”命令。处理函数形式如下：

void XN_CALLBACK_TYPE GRecognized( xn::GestureGenerator &generator, const XnChar *strGesture,

const XnPoint3D *pIDPosition, const XnPoint3D *pEndPosition, void *pCookie );

其中，generator为发现手势的生产节点，strGesture存储被识别的手势名称，iPDPosition与pEndPosition为手势的起始与终止位置，pCookie为传入的用户参数。

5.实验结果

如图3展示了动作识别的结果和手部的坐标数据。系统通过识别出的手部动作，触发键盘事件，进而实现控制PPT翻页功能。

四、结束语

PPT课件在高校课堂中应用的比重越来越大，以PPT课件为基础的教学系统中存在的弊端也不容忽视。本文通过Kinect实现手势控制PPT，对以后针对Kinect的PPT控制系统的开发和优化有一定的实用和参考价值。

参考文献：

[1]马建荣,章苏静,李凤.基于体感技术的亲子互动游戏设计与实现[J].中国电化教育，2012.

[2]heresy.OPENNI的手势侦测.http://viml.nchc.org.tw/.

（编辑：杨馥红）

endprint

摘 要：在高校中，运用PPT课件的多媒体教学已经成为一种非常重要的课堂教学活动形式。本文对基于基本输入设备的PPT控制系统在教学运用中存在的主要问题进行了分析，并简要介绍了Kinect的基本功能和应用优势。在此基础上，本文详细阐述了如何实现Kinect对PPT的控制。

关键词：PPT；高校教学；Kinect

中图分类号：TP316 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）09-0080-02

一、引言

PPT最初开发的目的是用于公众场合的演讲，它具有完善的多媒体处理功能和很多灵活的控制方式，且相对于其他技术更简单易学。近年来，PPT在高校教学中的应用更是广泛，几乎成为了不可或缺的工具。PPT的使用，大大提高了教师传授知识的效率，使老师从完全板书中得到解放，而且PPT中可以添加图像、声音、视频等多媒体内容，更加有利于教师对教学内容的表达，提高了教师的授课效果。

PPT显示的都是标准文字，更清晰易读，使学生不必要去“猜”教师板书中的文字，从而提高了学生对课程内容的理解和课程笔记的质量。并且PPT可保存和复制的特性，弥补了板书的实时性所带来的缺陷，即便是在课后复习中，学生也很容易重现教师的授课思路，有利于学生对知识的掌握。

但是，PPT在广泛应用的同时，随之带来的问题也不容忽视，如在师生时间的交互性和效率上。如今课堂中，教师一般通过鼠标、键盘来控制PPT。由于鼠标、键盘与讲台绑在一起，这就将教师限制在了讲台之上。这样在某种程度上增加了学生和教师之间的距离感，减少了师生之间的交流，降低教学过程中的互动性，从而影响教学质量。激光笔在使用的灵活性方面得到改善，但“光点的晃来晃去”也常常扰乱了学生的视线。

Kinect是一种3D体感摄影机，它能够准确地追踪人体骨骼，识别人体的动作并实时处理。人们可以站在Kinect前做出各种动作来与计算机交互，而不需要佩带或接触任何输入设备。通过将Kinect体感设备与PPT结合，教师对PPT的控制具有更大的灵活性，进而提高了课堂教学效率。

二、Kinect简介

Kinect是微软在2010发布Xbox 360时，将其作为体感周边外设一起推出的。Kinect提供了一种全新的操作方式，它通过语言、手势、动作，以自然用户界面实现操作。

如图1所示，Kinect有两个3D深度摄像头和一个RGB摄像头。左边的深度摄像头发射红外光谱，覆盖整个Kinect的可视范围；右边的红外线接收器，接收并读取反射散斑，进而创建Kinect可视范围内的深度图像。中间的RGB彩色摄像头，拍摄可视范围内的彩色图像，配合3D摄像头实现Kinect的图像识别检测操作。Kinect的下部是一个麦克风阵列，由4个麦克风组成，用来采集和定位声音，同时帮助过滤背景噪声，使其作为语音识别的命令。Kinect的底座内置仰角控制马达，可通过编程控制Kinect的拍摄角度，使摄像头本体能够看到的范围更广泛。

三、基于Kinect的PPT控制系统的设计

本系统通过使用OpenNI/NITE平台，设计并实现Kinect对手势的获取与识别。目前，OpenNI/NITE只支持4种手势，即Wave（挥手），Click(点)，RaiseHand(举手)，MovingHand（移动手）。在这里设定当用户Click时，表示翻入“下一页”，当用户“RaiseHand”时，表示翻入“上一页”。具体实现流程如图2所示。

1.实例化context对象,声明深度和手势生产节点

Context对象保存了应用程序使用OpenNI的完整状态，首先对Context对象声明和初始化；其次，声明生产节点Generator。Generator根据声明的类型不同，生成所需要的数据，供其他生产节点使用。最后，通过Context对象，保存DepthGenerator和GestureGenerator生产链。关键代码如下：

// initial context

xn::Context mContext;

eRes = mContext.Init();

//create depth generator

xn::DepthGeneratormDepthGenerator;

eRes = mDepthGenerator.Create( mContext );

// initial gesture generator

xn::GestureGeneratormGesture;

eRes = mGesture.Create( mContext );

2.添加识别的手势

GestureGenerator主要用于手势识别，这里通过使用AddGesture函数将“RaiseHand”和“Click”两个手势动作加入。具体实现如下：

// add“Click”

eRes =mGesture.AddGesture( "Click", NULL );

// add“RaiseHand”

eRes =mGesture.AddGesture( "RaiseHand", NULL );

3.声明回调函数

当需要的手势被识别出来时，需要通过回调函数具体处理。在这里，通过声明RegisterGestureCallBacks()函数来登记GestureGenerator的回调函数GestureRecognized()和GestureProcess()，从而实现对侦测到的手势的处理。其中，当手势结束时，调用GestureRecognized()，当手势在执行中时，调用GestureProcess()。回调函数形式如下：

mGesture.RegisterGestureCallbacks( GRecognized, GProgress, NULL, hHandle );

其中，GRecognized为图像处理后的回调函数，Progress是手势进行中的回调函数，hHandle是传入用户的数据。

4.处理识别手势

GRecognized（）函数对识别出的手势进行具体的处理。当手势识别出来时，将具体手势信息参数传入本函数中，当参数名称为“RaiseHand”时，系统发出“向上翻”的命令，当参数名称为“Click”时，需提供发出“向下翻”命令。处理函数形式如下：

void XN_CALLBACK_TYPE GRecognized( xn::GestureGenerator &generator, const XnChar *strGesture,

const XnPoint3D *pIDPosition, const XnPoint3D *pEndPosition, void *pCookie );

其中，generator为发现手势的生产节点，strGesture存储被识别的手势名称，iPDPosition与pEndPosition为手势的起始与终止位置，pCookie为传入的用户参数。

5.实验结果

如图3展示了动作识别的结果和手部的坐标数据。系统通过识别出的手部动作，触发键盘事件，进而实现控制PPT翻页功能。

四、结束语

PPT课件在高校课堂中应用的比重越来越大，以PPT课件为基础的教学系统中存在的弊端也不容忽视。本文通过Kinect实现手势控制PPT，对以后针对Kinect的PPT控制系统的开发和优化有一定的实用和参考价值。

参考文献：

[1]马建荣,章苏静,李凤.基于体感技术的亲子互动游戏设计与实现[J].中国电化教育，2012.

[2]heresy.OPENNI的手势侦测.http://viml.nchc.org.tw/.

（编辑：杨馥红）

endprint