Kinect for Windows SDK 開發入門（二）：基礎知識與感測器初始化（上）

Kinect 應用程式的核心流程

每個 Kinect 應用都包含基本步驟：偵測並發現連接的 Kinect 感測器、初始化感測器與所需資料流、處理產生的資料、最後正確釋放資源。本文將詳細說明感測器發現、初始化、啟動與釋放，並以 ColorImageStream 為例示範彩色影像資料的取得與顯示。

1. KinectSensor 物件與感測器發現

KinectSensor 直接代表實體硬體，是取得彩色、景深、骨架三大資料流的入口。SDK 透過靜態屬性 KinectSensor.KinectSensors（KinectSensorCollection）管理所有連接裝置。集合提供 StatusChanged 事件通知裝置連接狀態變化。

感測器狀態枚舉：Connected、Disconnected、NotReady、NotPowered、Error、Initializing。僅 Connected 狀態可初始化。

發現並追蹤感測器的標準模式：

public partial class MainWindow : Window {
    private KinectSensor kinect;
    public KinectSensor Kinect {
        get { return kinect; }
        set {
            if (kinect != value) {
                if (kinect != null) { UninitializeKinectSensor(kinect); kinect = null; }
                if (value != null && value.Status == KinectStatus.Connected) {
                    kinect = value; InitializeKinectSensor(kinect);
                }
            }
        }
    }
    public MainWindow() {
        InitializeComponent();
        Loaded += (s, e) => DiscoverKinectSensor();
        Unloaded += (s, e) => Kinect = null;
    }
    private void DiscoverKinectSensor() {
        KinectSensor.KinectSensors.StatusChanged += KinectSensors_StatusChanged;
        Kinect = KinectSensor.KinectSensors.FirstOrDefault(s => s.Status == KinectStatus.Connected);
    }
    private void KinectSensors_StatusChanged(object sender, StatusChangedEventArgs e) {
        switch (e.Status) {
            case KinectStatus.Connected:
                if (kinect == null) kinect = e.Sensor; break;
            case KinectStatus.Disconnected:
                if (kinect == e.Sensor) {
                    kinect = null;
                    kinect = KinectSensor.KinectSensors.FirstOrDefault(s => s.Status == KinectStatus.Connected);
                    if (kinect == null) { /* 通知使用者重新插入 */ }
                } break;
                // 其他狀態處理...
        }
    }
}

關鍵點：以屬性封裝私有欄位，確保只接受 Connected 狀態的感測器；Loaded/Unloaded 對應初始化與釋放；StatusChanged 處理熱插拔。

2. 感測器初始化與資料流啟用

初始化包含三步驟：

1. 啟用所需資料流（ColorStream.Enable()、DepthStream.Enable()、SkeletonStream.Enable()）。
2. 訂閱對應的 FrameReady 事件（ColorFrameReady、DepthFrameReady、SkeletonFrameReady）或 AllFramesReady。
3. 呼叫 kinectSensor.Start() 開始產生幀資料。

private void InitializeKinectSensor(KinectSensor kinectSensor) {
    if (kinectSensor != null) {
        kinectSensor.ColorStream.Enable();
        kinectSensor.ColorFrameReady += Kinect_ColorFrameReady;
        kinectSensor.Start();
    }
}
private void UninitializeKinectSensor(KinectSensor kinectSensor) {
    if (kinectSensor != null) {
        kinectSensor.Stop();
        kinectSensor.ColorFrameReady -= Kinect_ColorFrameReady;
    }
}

注意：釋放時應先 Stop() 再移除事件訂閱，切勿呼叫 Dispose()，否則需重新插拔裝置才能再次取得。

3. 彩色影像資料流與顯示

Kinect 擁有紅外與彩色兩組攝像頭。彩色攝像頭提供一般網路攝像頭相似的 RGB 影像，設定最簡單。

XAML 介面：

<Window ...>
    <Grid>
        <Image x:Name="ColorImageElement" />
    </Grid>
</Window>

事件處理：取得 ColorImageFrame，複製像素資料至位元組陣列，再以 BitmapImage.Create 產生影像來源：

void Kinect_ColorFrameReady(object sender, ColorImageFrameReadyEventArgs e) {
    using (ColorImageFrame frame = e.OpenColorImageFrame()) {
        if (frame != null) {
            byte[] pixelData = new byte[frame.PixelDataLength];
            frame.CopyPixelDataTo(pixelData);
            ColorImageElement.Source = BitmapImage.Create(
                frame.Width, frame.Height, 96, 96,
                PixelFormats.Bgr32, null,
                pixelData, frame.Width * frame.BytesPerPixel);
        }
    }
}

執行結果：

4. 小結與預告

本文涵蓋 Kinect 感測器發現、狀態監控、初始化/釋放流程，以及彩色影像串流的基本取得與顯示。由於預設 30 FPS 會頻繁建立 Bitmap 物件，下一篇將介紹 WriteableBitmap 優化記憶體使用，並比較事件模式與輪詢模式的取捨。

範例程式碼：下載連結