Videopoint. Vejledning til simpelt brug

Transkript

1 Videopoint Vejledning til simpelt brug 0. Indledning Videopoint er et smart værktøj, der gør fysikstuderende i stand til, nærmest legende let, at analysere bevægelser af forskellige objekter. Eksempelvis indeholder et skråt kast en lodret og vandret bevægelse. For at man kunne finde ud af de fysiske love bag et skråt kast, skulle man tidligere have en kuglekanon, der kunne sende kugler af sted i en bestemt vinkel. Via vinklen og stødlængden kunne man indirekte verificere den bagvedliggende teori, men det var lidt besværligt. Videopoint kræver blot en kontrolleret videooptagelse af et skråt kast. Via grafiske kommandoer kan man hurtigt få et overblik over det skrå kasts bevægelser. Denne vejledning har følgende opdeling: 1. Videosekvenser på computeren. 2. Simpelt eksempel. Lodret drop af bold. 3. Vejledning til brug af Olympus digitalkamera 1. Videosekvenser på computeren. Der eksisterer en række forskellige videoformater til computeren. AVI (*.avi), MPEG (*.mpg) og QUICKTIME (*.mov) er velkendte videoformater. Producenten af Videopoint råder til kun at anvende Quick Time format, da dette format har en fast tid mellem hvert enkelt billede i videosekvensen. MPEG som f.eks bruges i SONYs digital videokameraer laver sin helt egen komprimering af billederne og er ubrugelig i denne sammenhæng. AVI format kan bruges, men det er ikke altid Videopoint kan lide dette format. Der er flere forskellige måder at få videosekvenser til computeren. Digitalkameraer. Digitale videokameraer Analoge videokameraer Webcams Digitalkameraer. De fleste digitalkameraer indeholder muligheden for enten at optage egentlige videosekvenser eller en række still billeder lige efter hinanden. På ungdomslaboratoriet har vi indkøbt et Olympus CAMEDIA C-350 Zoom. Dette kamera gemmer videosekvenserne i Quicktime format og har altså det anbefalede videoformat. Stort set alle digitalkameraer har mulighed for at optage en sekvens af still billeder. For at man kan bruge dem, skal man bruge et billederedigeringsværktøj, hvor still billederne kan sættes sammen til video format. Både digitalkameraer og digitale videokameraer kan overføre videooptagelser via computerens USB port. Digitale og analoge videokameraer. For at videoindspilningerne kan overføres til computeren kan man anskaffe sig et VIDEO IN kort til sin PC. Med den tilhørende software er det muligt at tilskære de relevante filmsekvenser og gemme den i standard format til Windows (AVI). Det digitale videokamera kan have mulighed for at gemme i komprimeret digitalt format, som måske kan bruges.

2 Webcams. Webcams er billige, så derfor ville det være en fordel at kunne bruge dem til at optage videosekvenser til computeren. Desværre viser det sig f.eks., at Creative Webcam Pro har en variabel antal billeder pr. sekund. Jo mere bevægelse, jo flere billeder. Dette gør dette webcam ubrugelig. Forsøg med de billige Logitech webcams har givet bedre resultater, men dog ikke resultater, der er specielt gode. Årsagen er ikke helt klar. 2. Simpelt eksempel. Lodret drop af bold. A. Når Videopoint åbnes fremkommer følgende billede. Vælg Open Movie Find videosekvensen. B. Start med at angive, hvor mange objekter du skal studere. I dette tilfælde kigger vi på et fald af en boldt et objekt.

3 C. Videopoint er nu klar til at du skal arbejde med billedet. Start med at vælg skala. Dette gøres ved at klikke på ikonet med linealen i venstre side. Der fremkommer en lille menu, hvor du i dette tilfælde angiver at den kendte længde er 1 meter. Tryk derefter på Continue og mærk linealens ender af med musen. Det kan måske hjælpe at maksimere videobilledet. D. Nu skal du afmærke videopunkterne. Først skal du finde tidspunktet, hvor bevægelsen starter. Brug piletasterne nederst i højre hjørne lige under billedet. Når du kan se, at bevægelsen starter, klikker du på bolden med venstre museknap. Efter hvert klik skiftes der

4 til næste billede, hvor bolden altså har flyttes sig en smule. Bolden afmærkes igen og processen fortsætter indtil du har hele bevægelsen i videopunkter. Alle videopunkterne kan ses på én gang ved at klikke på ikonet med de lilla punkter i venstre side. I din afmærkning af punkterne indføres dine målepunkter automatisk i en tilhørende tabel. E. Der skal nu laves grafer over bevægelsen i den lodrette retning. Klik på graf-ikonet i venstre side. Herved fremkommer nedenstående menu, som er indstillet til at vise den lodrette position af boldes som funktion af tiden. Du kan også lave en graf over hastigheden her skal feltet Velocity blot mærkes af i stedet for Position. Accelerationen kan også afbildes, men dette kan i nogle tilfælde give dårlige resultater som følge af den måde accelerationen udregnes på. Strækningen som funktion af tiden. Hastigheden som funktion af tiden. F. Fitning. I øverste hjørne af graferne er der et felt med et M og et F. Klikker du på M kan du lave en matematisk model, som du kan sammenligne dine grafer med. F giver muligheden

5 for fitning altså at programmet finder bedste værdier til en funktion, så den passer bedst muligt til dine målepunkter. Videopoint har mulighed for at lave polynomiske fit og lineære fit. Menuen vist nedenunder dukker op, når du vælger F (eller Graph i topmenuen Add / Edit Fit). Her er der valgt et polynomiske fit med ordnen 2. Efter tryk på Apply laves fittet på grafen. Graferne med fittene ses nedenunder. Øverst i graferne er funktionsudtrykkene for fittene angivet. G. Resultaterne er ikke til at tage fejl af. Der er tale om en bevægelse med konstant acceleration. Tyngdeaccelerationen bestemmes til en værdi, der er en anelse lavere end tabelværdien. Hvorfor dette er sådan kan der være forskellige spændende forklaringer til. Samlet tager denne øvelse et kvarters tid. En analyse af et skråt kast ville bare kræve en anden videosekvens og lidt flere grafer. 3. Vejledning til brug af Olympus digitalkamera Vejledning til brug af Olympus digitalkamera (CAMEDIA C-350 ZOOM). Alle tekniske data kan findes på Olympus hjemmeside.

6 Kameraet åbnes til optagelse ved at flytte optikdækpladen mod venstre. Det lukkes ved at skubbe dæk pladen et lille skridt ind mod objektivet. Herved trækker objektivet sig ind, og dækpladen kan herefter skubbes helt for igen. Filmoptagelser Filmoptagelser sker med 15 billeder pr. sekund (15 frames per second - fps) Optagelserne gemmes i Quick Time format. Klar til filmoptagelse. Tryk på OK knappen på bagsiden af kameraet - en menu dukker op. Tryk. Et lille ikon af et kamera dukker op på kameraets display. Billedopløsningen kan vælges ved tryk på OK og herefter. Der er mulighed for at vælge 320 x 240 og 160 x 120. Filmen startes ved tryk på kameraets optageknap, og stoppes ved tryk på samme. Som udgangspunkt tager kameraet filmsekvenser af 15 sekunders varighed. Redigering og gennemsyn af filmoptagelsen Sørg for at kameraet er lukket. Tryk på quick-view knappen. Du kan skifte mellem hvert enkelt billede ved at bruge og. En filmsekvens er markeret med et ikon af et lille kamera på displayet. Tryk på OK og (Movie Play) for at se hele sekvensen eller sekvensen billede for billede. Sletning foregår ved tryk på (Erase). Overførsel af billeder og filmsekvenser til PC. Dette kræver at din PC har USB tilslutning. Ved tilslutning af kameraet finder computeren selv ud af, at der er tilsluttet et kamera (et eksternt drev). I Windows kan du finde drevet ved at trykke på Min Computer. Overførsel af billeder og filmsekvenser sker som almindelig filoverførsel mellem to drev. Billedoptagelser Proceduren for optagelse af billeder er fuldstændig den samme som for videosekvenser. Ved åbent kamera vælges OK og herefter. Her må der ikke fremkomme et ikon af et videokamera på displayet, da du så har sat kameraet til videooptagelse.