Messungen mit der Digitalkamera

Mithilfe einer Digitalkamera, eures Smartphons oder Handys könnt ihr schnell und ohne weitere aufwendige Hilfsmittel eine Bewegung aufnehmen. Dabei ist es wichtig zu wissen, in welchem Dateiformat die Digitalkamera die Dateien speichert. Am PC könnt ihr die Dateien nicht nur anschauen, sondern auch bearbeiten und analysieren.

zur Physik:

Mit einer geeigneten Software zur Videobearbeitung könnt ihr den Kurzfilm nicht nur ansehen, sondern auch die Einzelbilder betrachten und analysieren. Auf der Zeitleiste seht ihr dann wie viel Zeit zwischen den Einzelbildern verstrichen ist. Wenn ihr jetzt einen Maßstab (z.B. Lineal) neben die Messstrecke eines Fahrrads gelegt habt, dann könnt ihr eine sehr genaue Messwerttabelle aufnehmen.

Je nach Kamera, Einstellung und Dateityp, liegen diese Einzelbilder um 0,02 s bis 0,1 s auseinander. So realisiert ihr eine hohe Messgenauigkeit.

Zur Auswertung der Videos gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  1. Unter Windows XP könnt ihr als Bearbeitungs- bzw. Analyseprogramm den "Windows Movie Maker" nutzen. Dieser ist standardmäßig in XP enthalten.
  2. Professioneller könnt ihr das Videoanalyseprogramm VIANA nutzen, welches ihr auf den Seiten der Uni Essen kostenlos downloaden könnt. Nach dem Download könnt ihr VIANA starten und los geht es. VIANA ist weitgehend selbsterklärend. Nachfolgend findet ihr ein paar Hinweise, die ihr bei der Aufnahme der Bewegungen beachten müsst. Alternativ gibt es auch Viana.net, eine Weiterentwicklung von VIANA, welche den Vorteil bietet, dass auch die Videoformate von eurem Smart Phone problemlos eingelesen werden.

Messungen per Videoanalyse - VIANA

1. zu messenden Vorgang in digitaler Form (Digicam oder Handy) aufnehmen, dabei unbedingt auf folgende Punkte achten:

    1. Maßstab (Lineal, bekannte Länge ö.Ä.) parallel zur untersuchten Bewegungsrichtung mit in die Aufnahme bringen
    2. Aufnahme so organisieren, dass die Kamera nicht geschwenkt werden muss, während der Aufnahme nicht zoomen
    3. Bewegung möglichst parallel zur Kamera organisieren (s. Abbildung)

2. die Videodatei muss zur Analyse in VIANA in das avi – Format konvertieren werden. Dazu gibt es eine Vielzahl von Konverterprogrammen. Im Folgenden werde ich kurz die Konvertierung mit VirtualDub (freeware) beschreiben.

a. VirtualDub ist freeware und kann kostenlos im Internet (http://www.virtualdub.net/) Größe 511kB heruntergeladen werden, ihr könnt natürlich auch andere Programme verwenden

b.VirtualDub starten, Film laden, im Menü Video Compression indeo®video5.10 und eine geeignete Komprimierung wählen und unter neuem Namen abspeichern

Eine Alternative zur Videobearbeitung stellt das Programm FormatFactory dar, das bei der Bearbeitung der "neuen" Formaten ein "wahrer Alleskönner" ist.//Zitat CHIP

3. Für die weitere Analyse muss die Bildrate (wie viele Bilder werden im Film pro Sekunde aufgenommen) bekannt sein. Diese erhält man durch:

a. … Videodatei im Explorer mit rechter Maustaste anklicken

b. Eigenschaften Dateiinfo (s. Abbildung, hier 30 Bilder/s)

4. VIANA starten und den Anweisungen (selbsterklärend) folgen

a. Unter Kalibrierung die Enden des Maßstabs anklicken und die Streckenlänge eingeben (Dezimalzahlen mit Punkt statt Komma trennen)

b. Bildrate bzw. Framerate z.B. 30 eingeben, damit VIANA weiß, welchen zeitlichen Abstand eure Bilder haben.

c. dann Bild für Bild den bewegten Körper anklicken, dabei darauf achten, dass stets die gleiche Stelle am Körper angeklickt wird (beim Fahrrad nicht abwechselnd das Vorder- und Hinterrad)

d. VIANA bietet auch die graphische Darstellung der Bewegung an, da stets das gesamte Grafikfenster genutzt wird, müsst ihr bei der Interpretation des Graphen unbedingt den Maßstab beachten

Das Programm ist auch mit OpenOffice kompatibel, leider können dort bislang keine Trendlinien eingefügt werden.

Auswertung der "Ente" vom 30.12.07 ( EXCEL - Datei)

Film vom 30.11.2015

Film vom 12.09.08

Filme vom 14.11.07; 30.11.07; 22.01.08

     
diese Bewegungen liegen bereits im avi - Format mit 30 Bildern/Sekunde vor Filme im mpg - Format, müssen konvertiert werden