§7.7. Операции с видеофайлом – установление зависимости координат точки от времени

 

Важнейшей функцией Измерителя является установление зависимости от времени координат движущегося объекта, запечатленного на видео. Это может быть движение по прямой, и тогда можно вместо системы координат использовать ось координат, направленную вдоль направления движения (рис. 7.40).

Рис. 7.40

 

В отличие от случая с использованием системы координат, здесь строка Y пустует. Таблицу можно экспортировать в Excel для обработки и построения, например, графика зависимости координаты от времени.

Рассмотрим процедуру по получению зависимости координат выбранной точки при ее перемещении в плоскости. В качестве примера возьмем обработку файла с движением отражателя на спице колеса велосипеда при движении по горизонтальной дорожке (рис. 7.41).

Рис. 7.41

 

Для получения количественных данных необходимо прежде всего иметь в кадре предмет, размер которого известен на момент начала обработки фрагмента. Кроме того, съемка должна быть произведена с расстояния, при котором оптические искажения на краях кадра невелики. Это  примерно в 10 раз больше, чем интервал перемещения в кадре. В самом видеофрагменте это можно проверить, внеся инструмент «Отрезок» и растянув два отрезка по габаритам одного и того же предмета в кадрах, когда он расположен в центре кадра и на его краю. Понятно, что рост человека не должен, по данным измерений, отличаться в середине кадра и на его краю. Обычно ошибка оптического искажения меньше, чем точность установления концов отрезка и положения инструментов Измерителя.

В данном фрагменте предметом, размер которого известен, может быть диаметр колеса велосипеда. Предположим, он равен 85 см. Внеся на рабочее поле инструмент Система координат (одновременно вносится и мерный отрезок), подбираем цветовую гамму, чтобы она была хорошо видна на фоне кадра. Затем переносим, растягиваем, поворачиваем мерный отрезок так, чтобы в каком либо кадре он соответствовал диаметру колеса (см. рис. 7.41).

Далее располагаем систему координат удобным образом, к примеру вдоль дороги и в направлении движения. Если обнаружится, что привычное для нас расположение невозможно (нельзя повернуть систему так, чтобы ось OX смотрела в направлении движения, а ось OY – вверх), придется поменять названия осей. Для этого нужно, нажав кнопку , щелкнуть мышью на систему координат в рабочем поле, при ее выделении появится окно «Надписи на осях». Если выделить буквуX (<Shift>+<®>) и набрать «у», то произойдет смена названия оси на рабочем поле (рис. 7.42), аналогично заменяется название второй оси.

Рис. 7.42

 

Далее устанавливаем систему координат, то есть поворачиваем и растягиваем оси, «схватив»  их кончики мышью, и перемещаем, «схватив начало координат (рис. 7.43).

Рис. 7.43

 

Выбираем кадр, который будем считать начальным, и нажимаем кнопку (эквивалентно включению секундомера в момент, когда спортсмен срывается со старта), что приводит к появлению цифры 0 в окне «Время, с». В данном случае за момент старта выбран 85–й кадр, когда от начала фрагмента прошло 3,4 с. Напомним, что листать кадры можно по одному, по 10 (кнопкапри нажатой клавише <Shift>) и по 50 (щелчок на белом поле справа от движка кадров). Выбираем точку, за которой собираемся следить (в данном случае это конец одного из отражателей на заднем колесе, на рис. 7.43 показан стрелкой) и начинаем отмечать точку, используя инструмент «Точка» (нажав клавишу , щелкаем левой кнопкой мыши, подведя курсор к нужному месту кадра). Пролистав требуемое число кадров, опять щелкаем в месте расположения нужной точки. На рис. 7.44 показана картина, полученная таким образом при пролистывании видеофрагмента через 10 кадров.

Рис. 7.44

 

Видно, что точка движется по сложной траектории, при этом в таблице идет накопление данных об изменении координат X и Y точки с течением времени. Удается таким образом поставить до момента исчезновения точки из кадра 9 точек.

Увидев, что в движении точки наблюдается некоторая закономерность, можно вернуться (щелкая кнопку или пользуясь движком) к начальному кадру 85 и зафиксировать положение точки еще в один момент времени, предшествующий начальному (точка 12 в таблице ирис. 7.45).

Рис. 7.45

 

Таблицу можно экспортировать в Excel и обработать (пересчеты, построение графиков) вручную или используя возможности редактора Excel.