Manual SAM - Versão resumida

PROGRAMA EDUC@R
©
SISTEMA PARA ANÁLISE DE MOVIMENTOS
Edson Roberto Minatel
Dietrich Schiel
Versão III Resumida
Apoio: CNPq - FAPESP
CDCC – USP
2005
Rua 9 de julho, 1227 – CEP 13560 – 590 – São Carlos – SP – Brasil
Fone/Fax (0XX16) 3372 3910 – http://www.cdcc.sc.usp.br
INTRODUÇÃO
O software "Sistema Digital para Análise de Movimentos (SAM)" foi desenvolvido pelo bolsista do
CNPq Edson Minatel, em 1998, no projeto EDUCADI, a partir da proposta do coordenador do projeto
Prof. Dietrich Schiel. Em 2002 o software SAM foi atualizado por Luiz Gilberto O. Messias, com o
apoio da Pró-Reitoria de Graduação e Pós-Graduação SIAE/USP. Em 2005 foi realizada nova
atualização do software pelo bolsista Gabriel de Souza Fedel.
O projeto de aplicação do software SAM nas escolas foi desenvolvido, com o apoio da FAPESP, no
período de agosto de 2000 a novembro de 2002, em parceria com quatro escolas públicas estaduais:
EE Álvaro Guião - São Carlos; EE Juliano Neto; EE Thomas Watelly - Ribeirão Preto; EE Cândido
Portinari - Batatais.
Basicamente se trabalha com uma câmera de vídeo para registro do movimento do cotidiano ou o do
obtido no laboratório, e após fazer a captura da imagem para o computador, utiliza-se o software
SAM para fazer a análise quantitativa deste movimento. A análise quantitativa dos movimentos
envolve os conceitos de Mecânica Gráfica.
Como resultado das pesquisas o software SAM é indicativo que pode ser uma ferramenta
cognitiva do computador para o aluno, criando um ambiente de aprendizagem colaborativa,
motivadora, auxiliando na construção de conhecimentos tais como conceitos de velocidade,
velocidade angular, aceleração, ondas e outros.
O arquivo do software SAM está disponível no site http://educar.sc.usp.br/sam gratuitamente para fins
educacionais. Não é permitido o uso do software para fins comerciais.
Equipe de apoio:
Euclydes Marega Jr. – Assessoria (IFSC)
Antonio Carlos de Castro – Física
Luciano V. Koenigkan – Assessoria (Ablevision)
Iria Müller Guerrini – Aplicação do SAM/Atualização do manual
Sidney Carlos Rigo Júnior – Computação
José Braz Mania – Áudio Visual
Luiz H. P. de Godoy - Analista de Sistemas
Octávio A. Deiroz – Analista de Sistemas
Luiz Gilberto O. Messias – Atualização do software 2002
Gabriel de Souza Fedel – Atualização do software 2005
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MANUAL SOFTWARE SAM - SISTEMA DE ANÁLISE DIGITAL DE MOVIMENTOS
Versão resumida 2005
1. Abrindo o programa
Clicando-se sobre o ícone "SAM 1.3" o programa se iniciará e a janela ilustrada pela figura 1.1 se
apresentará no centro da tela. A interface com o usuário desenvolvida para o SAM 1.3 é simples, fácil
de manipular e prática, visando dispor ao professor e ao aluno as ferramentas necessárias para o
estudo de objetos em movimento.
Como se observa,
resumidamente.
Figura 1.1 - Tela inicial do programa SAM 1.3.
existem várias ferramentas e informações que serão apresentadas
2. Informações sobre a barra de ferramentas
A barra de ferramentas é um conjunto de botões que permitem com que se acesse de forma rápida
as ferramentas e algumas tarefas disponíveis no SAM 1.2. Essa barra é mostrada na figura 2.1:
Figura 2.1 - Barra de ferramentas
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Tabela 2 - Funções do SAM
Abrir um vídeo de arquivo em disco no formato *AVI
Abrir uma imagem (quadro) de arquivo em disco no formato *.BMP
Salvar imagem em arquivo em disco no formato *.BMP
Número/Contador usado pelo Marcador Numerado
Habilita o marcador numerado
Habilita a construção de gráficos
Habilita o acesso ao plug-in para instalar os softwares MSWLogo (simulação dos
movimentos) e VirtualDub (tratamento de imagens)
H Habilita o software VirtualDub
I Habilita o software MSWLogo
J Habilita o desenho de círculos
K Habilita o desenho de retângulos
L Habilita o desenho de linhas
M Habilita a régua virtual
N Habilita o transferidor virtual
K Muda a cor de desenho e mostra a cor atual
A ferramenta A, já apresentada, permite que um arquivo de vídeo seja carregado na memória a partir
do disco. Esse arquivo deve estar no formado *.AVI.
A
B
C
D
E
F
G
A ferramenta plug –in permite instalar além dos softwares MSWLogo e VirtualDub (tratamento de
imagens), outros programas (Explorer) e acessar arquivos como mostra a figura 2.2.
Figura 2.2 – Janela da ferramenta plug-in
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3. Funções dos botões
Os botões da figura 3.1 são semelhantes aos de um vídeo cassete: retorna o vídeo, avança, e outros.
A barra de rolagem permite posicionar o filme no quadro desejável.
Figura 3.1 - Botões e barra de rolagem
Você está apto a visualizar o seu vídeo. Para auxiliar na visualização do vídeo, tem-se o Zoom e um
cursor para visualizar os quadros com mostra a figura 3.2.
Figura 3.2 – Zoom e cursor para auxiliarem na visualização dos vídeos
4. Capturando imagens digitais utilizando o VirtualDub
o programa passa para o "Modo de
Acionando-se o menu "Captura" ou teclando-se o botão
captura de imagens digitais". Se houver algum problema com sua placa de captura de imagens a
seguinte mensagem será exibida (fig. 4.1):
Figura 4.1: Mensagem de problemas com a placa de captura de imagens.
Para capturar imagens com extensão avi:
• Na câmera de vídeo, coloque o filme na posição que quer iniciar a captura.
• Abrir File e selecionar capture avi.
• Ainda em File clique em set capture e dê o nome para o arquivo avi e salve.
• Abrir capture, clique em stop conditions, capture time exceed, por exemplo, 60 s (podendo
mudar este tempo para outro valor) e save.
• Ainda em capture, clique em settings e altere a frame rate para 30 frames/s (ou 15 frames/s);
desabilitar capture áudio e habilitar wait to ok to capture.
• Clicar em vídeo format, selecionar resolução 320x240 pixels.
• Abrindo novamente capture, clique capture vídeo e begin e simultaneamente na câmera de
vídeo acione play.
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Para tratamento das imagens do filme
• Em file, clicar em open video file, abrindo o arquivo com extensão avi obtido anteriormente.
• Clicar no início da barra abaixo do quadro, para aparecer as imagens.
• Selecionar os quadros a serem excluídos no início e no final utilizando os marcadores à
direita, (figura 4.2).
Figura 4.2: Marcadores utilizados para seleção dos quadros
•
•
Abrir vídeo, e em compression, selecionar o modo Intel Indeo R vídeo 3.2, e OK.
Em file, clique em save as avi.
5 Calibração das medidas
Como um dos objetivos do sistema é fazer medidas, precisamos ajustar a relação “pixels/cm”. A
palavra “Pixel” é um termo usado para definir a menor parte (ou unidade) de uma imagem digital. O
sistema SAM trabalha com essa unidade e precisa da informação de quantos pixels são necessários
para representar um centímetro. Para isso existe essa ficha de “Calibração”.
Acionando-se o índice “Calibração”, a seguinte ficha mostrada na figura 5.1 será apresentada:
Figura 5.1 – Ficha de calibração contendo as instruções para calibrar
Percorrendo com a régua virtual, o padrão de medida (5,5cm) que está na imagem, e clicando em
calibra, obtemos a seguinte informação (figura 5.2):
Figura 5.2 - Quadro de “Calibração”
Interpretando esses dados, podemos dizer que 21 pixels eqüivalem a 5,5 cm. Esse valor atualiza,
automaticamente, todos os dados.
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6. Utilização do estroboscópio digital
A ferramenta estroboscópio digital permite ver de uma só vez todo o movimento, congelando-o em
uma única imagem.
Abrindo a ficha estrobo (figura 6.1), observe que as cores vermelha, verde e azul apresentam um
número como padrão: 128.
Figura 6.1 – Ficha Estrobo
Colocando-se a cor de fundo, observa-se que o número padrão 128 das cores componentes, foi
alterado para outros valores: 33, 33, 29 (figura 6.2). Aumentando a tolerância, no exemplo para 120,
obtém-se a imagem estroboscópica.
Figura 6.2 – Imagem estroboscópica
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