Thème : le sport TP : enregistrement et traitement d’une vidéo, étude du mouvement d’une balle but : 1. savoir enregistrer le mouvement d’une balle avec une webcam 2. savoir convertir le fichier vidéo dans un format compatible avec le logiciel synchronie 3. savoir utiliser le logiciel synchronie pour analyser le mouvement de la balle Matériel : - 9 balles de tennis - 9 webcam - 9 support - 9 réglets de 1 m - logiciels synchronie, AVS video converter 4. réglage de la qualité d’image Clique sur l’icône paramètres de la vidéo puis agit sur les boutons luminosité, contraste et intensité des couleurs de manière à avoir un maximum de qualité d’image I) Utilisation de la webcam 1. Introduction : on utilisera la webcam pour filmer le mouvement d’une balle de tennis. La webcam sera fixée à l’aide d’une pince sur un support. Elle sera branchée sur une entrée USB sur la face arrière de l’ordinateur. 5) enregistrement du clip Lâcher la balle verticalement avec en arrière plan une règle de 1 m pour l’étalonnage du logiciel. Appuyer simultanément sur le bouton enregistrement. Une fois l’enregistrement effectué donner un nom au clip réalisé, en accédant à la clef USB puis en changeant son nom. Exemple paul_seconde3. Attention veillez à ne pas cadrer le sujet car une inscription va automatiquement s’afficher au centre de l’image. Cette inscription risque de cacher la chute de la balle. 2) réglages du dossier de destination Le fichier vidéo doit être enregistré dans le dossier vidéo_seconde de la clef USB. Celle-ci sera introduite dans le port USB de la face arrière de l’ordinateur. Lancer le logiciel de la webcam. Cliquer sur l’icône paramètre de la caméra. puis sur l’icône préférence de l’application. Cliquer sur dossier de stockage des vidéos. clique sur l’onglet parcourir de dossier puis sélectionne le répertoire video de la clef USB. Cliquer sur ok. A chaque fois que vous prendrez une vidéo celle-ci s’enregistrera automatiquement dans le dossier video. 3) choix de la définition d’image Plus la définition est élevée plus l’image est de qualité, mais plus l’ordinateur doit être puissant pour gérer les flux vidéos. On se contentera d’une image de taille 4/3 et de définition 320x240 pixels, pour les vidéos. Clique sur l’icône d’enregistrement, puis clique sur la petite flèche et règle la taille de l’image en 320x240 pixels II) conversion de la vidéo 1) pourquoi effectuer une conversion de fichier ? Tout appareil numérique (caméscope, téléphone portable, appareil photo) possède son propre format de fichier vidéo et audio. Un logiciel comme synchronie ne peut travailler que sur des fichiers de type AVI avec un codec cinepak de radius (logiciel de compression décompression). Les fichiers générés par la webcam sont des fichiers de type wmv. Il est nécessaire de les convertir en fichiers AVI avec le codec cinepak de radius. Pour effectuer cette conversion on va utiliser le logiciel AVS4videoconverter. 2) opération de conversion Lancer le programme AVS4video converter : poste de travail, communlogiciels, toutes classes, AVS4YOU, AVSvideoconverter, puis cliquer sur le programme AVSVideoconverter. Cliquer sur parcourir de la partie fichier d’entrée puis ouvrir le fichier vidéo présent sur la clef USB (celui que vous avez créé avec la webcam, exemple : paul_seconde3). Cliquer sur avancé et sélectionner le codec cinepak de radius Cliquer ensuite sur convertir. Il faut attendre que la conversion se termine, ça prend environ 10 secondes. III) exploitation de la vidéo dans synchronie 2003 Le fichier vidéo convenablement convertit va pouvoir être exploité par le logiciel synchronie. 1) Réglage préalable a) affichage de la vidéo Cliquer sur le logiciel synchronie 2003 cliquer sur édition puis Lire l’image ou séquence vidéo. Accèder au répertoire video de la clef USB b) Etalonnage des axes Cliquer sur origine : origine permet de définir le point pris comme origine des axes. Clique en bas à gauche de l’image. Cette position correspondra au point O d’abscisse x = 0 m et d’ordonnée y = 0 m. Clique sur étalonnage : clique sur le début du repère horizontal représentant une longueur de 1 m puis étire la flèche jusqu’à la fin du repère. Entre la valeur 1 m dans la boite de dialogue puis clique sur ok. Choisit le mode plein écran. Utilise les boutons de défilement en bas de la vidéo pour en comprendre le fonctionnement. c) marquage de la trajectoire de la balle Clique sur pointeur puis Saisir. Avec le bouton de défilement image par image positionne le film sur l’image à partir de laquelle la balle commence à chuter. Positionne le pointeur au centre de la balle puis clique sur la souris. Marque les différentes positions de la bille au cours de son mouvement. Après la dernière position clique sur terminer. Q1 Qu’appelle-t-on trajectoire d’un mobile ? 2) Mouvement de la balle Clique sur tableur. Q2 Que représente les variables x et y ? Clique sur le bouton + puis variable Timage et ajouter. Q3 Que représente la variable Timage ? Q4 Quel est l’intervalle de temps pris entre 2 positions successives de l’image ? Q5 Comment s’appelle la trajectoire de la balle ? Q6 La vitesse de la balle est-elle constante ? Pourquoi ? Q7 En négligeant les forces de frottement à quelles forces est soumise la balle ? 3) Affichage de la valeur de x en fonction de Timage. Clique sur paramètre puis courbe. Sélectionne la variable X puis clique sur fenêtre 3. Clique sur abscisse spéciale. Sélectionne Timage. Clique sur OK . Clique sur n°3. La fenêtre 3 affiche une courbe. Clique sur l’icône calibrage global. Q8 Que représente cette courbe ? A quelle fonction mathématique correspond-t-elle ? Q9 Recommencer cette procédure en affichant cette fois y en fonction de Timage dans la fenêtre 4. Que représente la courbe obtenue ? A quelle fonction mathématique correspond-t-elle ? Q10 cliquer sur tableur. Quelle est la hauteur maximale atteinte par la balle. IV) Mouvement parabolique Refermer synchronie puis le rouvrir 1) Expérience Lancer cette fois la balle horizontalement puis enregistrer la vidéo. Après l’avoir convertit, répondre aux questions suivantes. 2) Questions Q11 Comment s’appelle la trajectoire de la balle ? Q12 La vitesse de la balle est-elle constante ? Pourquoi ? 3) vitesse de la balle sur l’axe des x, Vx La vitesse de la balle peut-être décomposée en 2 vitesses : une vitesse horizontale (qui correspondrait à la vitesse de l’ombre sur le sol de la balle). - une vitesse verticale qui correspondrait à la vitesse ascensionnelle de la balle On va Afficher la courbe Vx en fonction de Timage sur la fenêtre 3. Dans un premier temps il faut créer la variable Vx qui correspond à la vitesse de la balle sur l’axe des x. Cliquer sur traitement puis feuille de calcul. Tape le texte suivant : Vx = deriv (x,Timage) Cliquer sur calculer puis exécuter. Une nouvelle variable Vx est créée que nous allons afficher dans la fenêtre 3, en fonction de la variable Timage. Clique sur Paramètre, Courbe, Sélectionne Vx et fenètre 3. Clique sur abscisse spéciale Timage, ok. Accède à la fenètre 3 puis clique sur l’icône calibrage globale pour une échelle correctement réglée. Q13 Comment évolue la valeur de la vitesse Vx au cours du temps ?