Introductieles Videometen met Coachthuis
Inleiding Neem zelf een film op en verricht hieraan metingen. Stapsgewijs leer je hoe dit moet en wat er voor nodig is. Deze handleiding is als volgt opgebouwd: 1. Introductie videometen met Coachthuis; We beginnen met een introductie van de meest gebruikte functies. 2. Vervolg videometen met Coachthuis; De wat geavanceerdere functies worden uitgelegd. 3. Een bestaande film geschikt maken voor analyse; Als je via internet een leuk filmpje hebt gevonden, kan het zijn dat het niet direct werkt. In dit hoofdstuk leer je wat je dan moet doen 4. Zelf een film opnemen; Maak met je eigen webcam opnames van jezelf of medeleerlingen. Hoe je dit moet doen en wat je er voor nodig hebt leer je hier.
Technische details Alle technische details die in deze handleiding aan bod komen, hebben we bij elkaar gezet in het document: "Technische instructies videometen". Dit kun je als naslagwerk gebruiken bij de overige opdrachten.
Les 1 Introductieles videometen met Coachthuis • •
Start het programma Coachthuis en open het project Introductie videometen. Open de activiteit Proef 1: de start van een sprinter.
Je gaat de beweging van een startende sprinter analyseren. Door beeldje voor beeldje de positie van de sprinter te volgen, ontstaat er een grafiek waaruit je de snelheid kunt afleiden. 1.1 Openen van een film • Klik met je rechter muisknop op het kwadrant ‘Video-meting’en kies ‘Haal video op’. • Selecteer de film ‘De start van een sprinter’. • Het volgende scherm verschijnt:
•
De knoppen onderaan het beeld betekenen het volgende:
1.2 Film ijken Voordat je kunt meten ga je de film ijken. De afstand die de computer meet moet natuurlijk ook de afstand zijn die de sprinter rent. In beeld zie je verticaal een witte balk van een meter. Daar ga je de rode ijklijn op ijken. In de film zie je twee gele meetlatten van 1 meter. • Klik met de rechtermuisknop op de film en kies 'Coördinaat-Instellingen'. • Kies vervolgens ‘OK’. • Versleep de rode ijklijn zodat deze precies op de witte meetlat van 1 meter past. • Versleep het gele assenstelsel zodat de oorsprong op het hoofd van de sprinter staat. • Schaallengte = 1 m Æ Kies daarna ‘OK’.
1.3 Meten aan film • Start de meting door op de groene knop in de bovenbalk te klikken. • Klik beeld voor beeld op het hoofd van de sprinter. • De grafiek verschijnt. Opdrachten 1. Welke afstand heeft de sprinter afgelegd? ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. Bereken de gemiddelde snelheid van de sprinter. Tip: Klik met de rechtermuisknop op de grafiek en kies ‘Lees uit’. Van ieder geselecteerd meetpunt zie je de waardes rechtsboven in het scherm. Klik rechts op de grafiek en kies ‘Stop uitlezen’. Berekening: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Les 2 Vervolg videometen met Coachthuis In de vorige les heb je de meest basale mogelijkheden behandeld om een beweging te analyseren. Dit heb je gedaan aan de hand van een sprinter. In dit hoofdstuk behandelen we een aantal geavanceerdere opties van Coachthuis videometen. Dit doe je door de beweging van een trampolinespringster te analyseren. 2.1 Openen en ijken film Open de activiteit Proef 2: Trampoline springen. • Speel de film af. • IJk de film. (ijkgegevens: de vierkanten achter de trampoline zijn 50 cm bij 50 cm; de film is opgenomen met 30 beeldjes per seconde) • Kies een logische plek voor de oorsprong van het assenstelsel. 2.2 Grafiek weergeven • Klik met de rechtermuisknop op de film en kies ‘toon als diagram’. • Klik met de linkermuisknop in het kwadrant rechts boven. De grafiek verschijnt waarbij: P1X(m) = horizontale positie en P1Y(m) = verticale positie. 2.3 Film vergroten • Klik met de rechtermuisknop op de film en kies ‘maximumgrootte’. De film wordt maximaal weergegeven in het kwadrant. • Maximaliseer het kwadrantvenster. De film wordt beeldvullend weergegeven. • Start de meting. Kies de heup van de atlete als meetpunt. 2.4 Corrigeren van metingen • Minimaliseer het kwadrantvenster. • De grafiek is verschenen. Als je vindt dat je een meetpunt slordig hebt genomen, kun je dat herstellen: • Selecteer in de film het juiste beeld (gebruik hiervoor de beeldbalk of de optie:’Lees uit’). • Sleep het meetpunt naar de juiste positie. Het meetpunt wordt aangepast.
2.5 Grafiek aanpassen In de grafiek van de meting zie je zowel P1X(m) als P1Y(m). Voor het beantwoorden van de vragen heb je P1X(m) niet nodig. • Klik met de rechtermuisknop op de grafiek en kies ‘Wijzig / Maak Diagram’. Het onderstaande scherm verschijnt:
• •
Selecteer: ‘C2’ bij ‘Kies Kolom:’ Selecteer: ‘(Leeg)’ bij ‘Verbinding:’
• •
Selecteer: ‘C3’ bij ‘Kies Kolom:’ Verander de volgende gegevens: o Naam: Positie trampolinespringster o Zet een vinkje voor het vakje "Raster" o Grootheid: Verticale positie o Min: 0 o Max: 2,5 o Kleur: blauw o Symbool: Grote punt Klik op ‘OK’ en de veranderingen worden doorgevoerd.
•
Opdrachten Bekijk de grafiek. 3. Heeft de beweging een zuivere sinusvorm? ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------4a. Op welke momenten is de snelheid van de atlete gelijk aan nul? ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------4b. Waar is dat in de beweging? -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.6 Snelheid bepalen met de verwerkingsfunctie De snelheid van de atlete kun je bepalen door de afgeleide te bepalen. • Klik rechts op de grafiek en kies ‘Verwerking’ en dan ‘Afgeleide’.
• • •
Kies ‘Start’. Selecteer: ‘Nieuw diagram’ en daarna ‘OK’. Klik in het kwadrant links onder. De afgeleide grafiek verschijnt (de afgeleide van een afstand-tijd grafiek (x-t grafiek) is een snelheid-tijd grafiek (v-t grafiek)).
Opdrachten De beweging van de atlete kan gesplitst worden in de volgende gebieden: A. De atlete beweegt in de lucht omhoog. B. De atlete beweegt in de lucht omlaag. C. De atlete heeft contact met de trampoline en beweegt omhoog. D. De atlete heeft contact met de trampoline en beweegt omlaag. E. De atlete maakt een salto. 5. Teken de v-t grafiek na en geef in de grafiek aan wanneer bovenstaande bewegingen voorkomen.
V-t grafiek
6. Maak een grafiek van de versnelling (“a”). (Tip: afgeleide van een v-t grafiek = a-t grafiek) en plaats deze in het kwadrant rechtsonder.
7. Teken de a-t grafiek na en geef ook in deze grafiek aan wanneer de bewegingen A t/m E voorkomen.
A-t grafiek
9. Je hebt nu in Coachthuis alle grafieken bij elkaar staan. Wat is de betekenis van de positieve toppen in de versnellingsgrafiek? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10. Wanneer in de beweging van de trampolinespringster is de snelheid het hoogst? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11. Wat is de invloed van de salto op de versnelling? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12. Wat betekenen de negatieve maxima van de versnelling? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Les 3 Een bestaande film geschikt maken voor analyse Nu je wat ervaring hebt opgedaan met videometen in Coachthuis is het tijd voor het werken met filmpjes die je zelf wilt analyseren. Filmpjes kunnen afkomstig zijn uit: digitale fotocamera, telefoon en internet. Omdat Coachthuis niet alle filmformaten ondersteund kan het zijn dat je het filmpje wel ziet op je computer, maar niet in Coachthuis. In zulke gevallen is het noodzakelijk het filmpje om te zetten naar een zogenaamd formaat en compressie die wel door Coachthuis ondersteund worden. Om een filmpje te kunnen gebruiken in Coachthuis dien je het altijd om te zetten naar AVI-formaat. Hieronder wordt uitgelegd hoe dat moet. 3.1 VirtualDub Om videobestanden om te zetten naar een juist formaat en compressie zijn er veel verschillende mogelijkheden. We beperken ons tot een veel gebruikt, en bovendien gratis te gebruiken, programma: VirtualDub. VirtualDub is een freeware-programma waarmee je een videoclip kunt opnemen en/of bewerken. Dit programma ga je gebruiken om filmpjes geschikt te maken voor Coachthuis. 3.2 Voorbereiden Het programma dient eerst geïnstalleerd te worden. Waarschijnlijk heeft een docent of TOA dit voor je gedaan. Zo niet dan kun je het downloaden via de volgende url: www.virtualdub.org. 3.3 Uitvoeren • Start VirtualDub. • Kies in het menu: ‘File’ en dan ‘Open videofile’.
•
Selecteer het videobestand en klik op ‘Open’.
•
Het onderstaande scherm verschijnt:
• •
Kies in het menu: ‘Video’ en dan ‘Compression’. Selecteer: ‘Microsoft MPEG-4 Video Codec V2’.
Let op! Vanaf Coachthuis 5.2.3 wordt de mpeg4V2 codec voor AVI-bestanden ondersteund. Het kan zijn dat de school nog gebruik maakt van een oudere versie. Het versienummer van Coachthuis staat links onder in je scherm als je Coachthuis start.
Op nieuwere systemen is de mpeg4V2 codec standaard geïnstalleerd. Als dit niet het geval is moet je deze zelf toevoegen. Je kunt deze codec downloaden vanaf de site van het CMA (http://www.cma.science.uva.nl). Rubriek: ondersteuning Æ veel gestelde vragen Æ videometen Æ kleinere en betere kwaliteit filmbestanden gebruiken in Coachthuis 5.2.4. Vraag bij twijfel hulp aan docent of TOA.
•
Klik op OK en kies in het menu: ‘File’ en dan ‘Save AVI’.
•
Geef een bestandsnaam (bv. test_b.avi) en klik op: ‘Save’
•
Tijdens de omzetting verschijnt onderstaand scherm.
•
Je filmpje is nu klaar voor gebruik in Coachthuis.
Les 4 Zelf een film opnemen 4.1 Inleiding Uiteindelijk is het de bedoeling dat je zelf een filmpje gaat opnemen voor analyse. Niet alle filmapparatuur kun je zomaar gebruiken om filmpjes mee te maken en in te voeren in Coachthuis. Overleg voordat je echt filmpjes gaat maken met je begeleider of je de juiste apparatuur hebt! Er zijn 3 categorieën waarmee je filmpjes kunt maken voor gebruik in Coachthuis 1. Webcams Met behulp van het softwarepakket VirtualDub kun je filmpjes maken die zonder extra apparatuur en aanpassingen in Coachthuis te gebruiken zijn. In paragraaf 4.4 vind je meer hulp bij het gebruik van webcams voor het maken van filmpjes. 2. Digitale filmcamera’s Om met een digitale filmcamera een film te maken die je in Coachthuis kunt gebruiken heb je een capture-kaart nodig. Of dit lukt, hangt van de apparatuur op school af. Er zijn verschillende softwarepakketten waarmee je filmpjes kunt opnemen. Voor details: kijk in de handleiding kijken van de software die je wilt gebruiken. Zie onderstaande tabel (paragraaf 4.3) voor de technische details waaraan filmpjes die je in Coachthuis wilt gebruiken moeten voldoen. Let op!: als je een filmpje "captured", wordt dit standaard als ongecomprimeerd AVI-bestand opgeslagen. Voordat je zo'n filmpje kunt gebruiken dien je het comprimeren (gebruik b.v. Microsoft MPEG-4 Video Codec V2). 3. Analoge filmcamera's Om met een analoge filmcamera een film te maken die je in Coachthuis kunt gebruiken heb je een capture-kaart nodig. Of dit lukt, hangt van de apparatuur op school af. Er zijn verschillende softwarepakketten waarmee je filmpjes kunt opnemen. Voor details: kijk in de handleiding kijken van de software die je wilt gebruiken. Zie onderstaande tabel (paragraaf 4.3) voor de technische details waaraan filmpjes die je in Coachthuis wilt gebruiken moeten voldoen. Let op!: als je een filmpje "captured", wordt dit standaard als ongecomprimeerd AVI-bestand opgeslagen. Voordat je zo'n filmpje kunt gebruiken dien je het comprimeren (gebruik b.v. Microsoft MPEG-4 Video Codec V2).
4.2 Technische details Er zijn zeer veel verschillende programma's waarmee je filmpjes om kunt zetten. In onderstaand schema staan de technische gegevens die goed werken in combinatie met Coachthuis. Bestandsformaat Compressie (Codec) Afmetingen
Beeldjes per seconde
Duur
AVI Microsoft MPEG-4 Video Codec V2 320 x 240 N.B. Je kunt hier van afwijken. Bedenk wel dat een filmpje met grote afmetingen, ook heel groot wordt in MB's. Dit hangt af van de camera waarmee je je filmpje hebt opgenomen. Webcams: 30 beeldjes / sec Digitale filmcamera's: 25 beeldjes / sec Digitale fotocamera: 12 beeldjes / sec Zorg ervoor dat je filmpje niet te lang duurt. 5 seconde is al vrij veel. Een lange film heeft als consequentie dat je heel erg vaak moet klikken tijdens de meting in Coachthuis (zie lessen 1 en 2).
4.3 Richtlijnen voor het maken van een film Tot nu toe heb je leren omgaan met Coachthuis en kun je bestaande filmpjes omzetten zodat ze in Coachthuis te gebruiken zijn. Maar een van de belangrijkste dingen voor je onderzoek is dat je filmpjes maakt die bruikbaar zijn. Hieronder staan een paar basisregels voor het maken van een filmpje: • • • • • • •
Gebruik altijd een statief bij de opname. Beweeg de camera niet tijdens de opname. Film vanuit één punt. Zorg dat je de film later kunt ijken in Coachthuis door: Iets in beeld te plaatsen waarvan je de afmetingen weet zowel in horizontale als verticale richting. Zorg ervoor dat deze ijkmaat op dezelfde afstand van de camera staat als het onderwerp dat je filmt. Perspectief vertekent. Hierdoor is bijvoorbeeld een huis in de verte geen goede maat. Maak voordat je gaat filmen een goed uitgewerkt plan waarin precies staat wat je gaat filmen, hoe lang, welke materialen je daarvoor nodig hebt, wat je gaat gebruiken als ijkmaat en waar je die neer gaat zetten. Leg je uiteindelijke plan voor aan je begeleider en ga na toestemming aan de slag.
4.4 Zelf een film opnemen met behulp van een webcam en VirtualDub VirtualDub is een freeware-programma waarmee je een videoclip kunt opnemen en/of bewerken. Dit programma gebruiken we om filmpjes geschikt te maken voor Coachthuis. Voorbereiden Het programma dient eerst geïnstalleerd te worden. Waarschijnlijk heeft een docent of TOA dit voor je gedaan. Zo niet dan kun je het downloaden via de volgende url: www.virtualdub.org. Uitvoeren Voor de opname van filmpjes hebben we een Philips ToUCam gebruikt, maar de onderstaande uitleg geldt ook voor andere webcams. Stap 1: film opslaan • Start VirtualDub. • Kies in het menu: ‘File’ en dan ‘Capture AVI’. • Het Capture-venster opent. • Kies in het menu: ‘File’ en dan ‘Set capture’ • Geef aan waar je je film op wilt slaan. Stap 2: geluid uitzetten • Kies in het menu: ‘Audio’ en dan ‘No Audio’. Je hebt geen geluid nodig in Coachthuis. Stap 3: film instellen • Kies in het menu: ‘File’ en dan ‘Preview’. Je ziet nu wat de camera registreert. • Kies in het menu: ‘Video’ en dan ‘Format’. Het onderstaande scherm verschijnt:
• • •
Kies ‘Resolution’: 320 x 240. Kies ‘Pixel Depth and Comression’: I420. Klik op ‘OK’.
Stap 4: film opnemen • Kies in het menu: ‘Capture’ en dan ‘Settings’. • Vul dezelfde ‘Frame rate’ (beeldfrequentie) in als waarmee je camera opneemt. Dit hangt af van het type camera dat je gebruikt. In dit voorbeeld is dat 30 beeldjes per seconde. Kijk in de handleiding van de webcam met hoeveel beeldjes per seconde hij opneemt. • Klik op ‘OK’.
• • • • • •
Kies ‘Capture Video’. Klik op ‘Begin’. De film wordt nu opgenomen en opgeslagen in de computer. Zorg ervoor dat je film niet te lang duurt (rond de 5 seconden, zie paragraaf 4.2). Klik op Escape op je toetsenbord als je klaar bent met opnemen. Kies vervolgens in het menu: ‘File’ en dan ‘Quit’. Je hebt nu de Capture modus verlaten.
Stap 5: film bewerken • Kies in het menu: ‘File’ en dan ‘Open Videofile’.
•
Selecteer jouw videobestand en klik op ‘Open’
•
Het onderstaande scherm verschijnt. Nu kun je de film bewerken.
•
Uitleg knoppen:
Als je te veel film hebt opgenomen en je wilt bijvoorbeeld aan het begin een stuk film verwijderen (frame 1 t/m 15) dan doe je dat als volgt: o Ga naar het begin van de videoclip. o Klik op: ‘Markeer beginpunt’. o Ga naar frame 15. o Klik op ‘Markeer Eindpunt’. o De frames 1 tot en met 15 zijn nu geselecteerd. o Klik op het toetsenbord of onder ‘File’ op ‘Delete’. o Je hebt nu frame 1 tot en met 15 verwijderd. • De bovenstaande uitleg geldt natuurlijk ook als je aan het eind van de film frames wilt verwijderen. • Wees heel voorzichtig met het verwijderen van film. Je wilt niet teveel film verwijderen, want dan moet je misschien wel opnieuw opnames maken en dat is zonde. Stap 6: juiste compressie • Sla de film op met de juiste compressie. Zie hiervoor les 3: Een bestaande film geschikt maken voor analyse.
