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El sensor de Project Natal es una barra horizontal de aproximadamente 9 pulgadas (23 cm) conectada a una pequeña base circular con un eje de articulación de rotula, y está diseñado para ser colocado longitudinalmente por encima o por debajo de la pantalla de vídeo.
El dispositivo cuenta con una cámara RGB, un sensor de profundidad, un micrófono de múltiples matrices y un procesador personalizado que ejecuta el software patentado, que proporciona captura de movimiento de todo el cuerpo en 3D, reconocimiento facial y capacidades de reconocimiento de voz.
El micrófono de matrices del sensor de Project Natal permite a la Xbox 360 y al PC llevar a cabo la localización de la fuente acústica y la supresión del ruido ambiente, permitiendo cosas como participar en el chat de Xbox Live sin utilizar auriculares.
El sensor de profundidad es un proyector de infrarrojos combinado con un sensor CMOS monocromo que le permite al Project Natal ver la habitación en 3D en cualquier condición de luz ambiental.
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