Télécharger ce document au format pdf

Acquisition vidéo en mécanique
avec la Webcam Philips TOUCAM 740K Pro USB et le logiciel JEULIN CINERIS
Le logiciel Cinéris utilisé permet de faire l’acquisition, le montage vidéo, le pointage du mobile et le traitement
grâce à un tableur. On ne détaillera dans cette première partie, que l’acquisition vidéo et son montage, le pointage se
faisant avec Avimeca et Calc d’Open Office ou Exel pour le traitement.
La webcam permet de faire des acquisitions vidéo en sciences physiques à moindre frais (environ 100euros), tout
en offrant des possibilités de réglages suffisamment avancées. La camera est connectée au PC par un port USB ce qui
suppose que l’expérience se fasse à proximité du PC. le Port USB, bien que plus rapide que les ports série ou parallèle,
limite cependant les performances, il conviendra donc d’ajuster au mieux les paramètres du logiciel et de la caméra pour
obtenir une vidéo exploitable.
Le PC utilisé doit être suffisamment récent. La manipulation décrite ici utilise un PC équipé d’un Duron 950
MHz, DD Ide ultra DMA ATA 100 (au besoin sélectionner l’option DMA dans le paramétrage du DD) pas trop plein et
fraîchement défragmenté, 128 Mo de mémoire vive, et Windows 98 comme OS.
Lancer CINERIS
Onglet « paramétrage Vidéo »
Paramétrage du format d’affichage
Ne soyez pas trop gourmand ! Une résolution de
320*240 voire 352*288 est suffisante pour l’acquisition
de mouvement de chute libre.
Dans ce cas la taille de chaque image est de
115200 octets (320*240*1.5) la couleur de chaque pixel
étant codé sur 12 bits = 1.5 octets.
Le débit de USB est en théorie de l’ordre de
1,5Mo/s ce qui signifie qu’a cette résolution on ne peut
pas faire l’acquisition de plus de 13 images/s.
En fait le signal vidéo est compressé (I420 pour
Indeo vidéo 4) de façon temporelle. Par rapport à une
image clé on ne mémorise que les pixels ayant changé.
Cela signifie que moins on aura de mouvements parasites sur l’image, meilleure sera la compression et plus on pourra
augmenter le débit d’images. Evitez donc de vous promenez devant la camera pendant la prise de vue. Dans ces
conditions nous sommes parvenu à réaliser des séquences à raison de 24 images par seconde.
CERESP
-1-
JAUGEY Didier
Une chute libre sans vitesse initiale d’une hauteur de 2m dure quelques 64/100 de secondes. Avec un débit de 15
images/s on pourra donc travailler sur un fichier vidéo de 9 images.
Paramétrages des entrées vidéo
Commandes caméra
Balances des blancs automatique désactivée.
Exposition automatique désactivée, le réglage est donc manuel.
Vitesse d’obturation :
La prise de vue d’un objet en mouvement rapide peut conduire à la formation d’une traînée sur l’image si la
vitesse d’obturation n’est pas suffisante. Pour limiter ce phénomène on donnera à ce paramètre une valeur d’au moins
1/250 s. (2,5 cm de traînée sur la dernière image de la séquence vidéo d’un objet lâché en chute libre depuis une hauteur
de 2m).
Remarque : il n’y a pas d’obturateur mécanique dans une Webcam, c’est l’électronique de commande qui vide le
capteur CCD plus ou moins rapidement.
Cependant réduire la vitesse d’obturation conduit à diminuer la luminosité de l’image. L’augmentation du gain
semble régler ce désagrément mais au prix d’une augmentation du bruit. Il est préférable d’améliorer l’éclairage de la
scène.
Commandes d’images.
CERESP
-2-
JAUGEY Didier
Taux image
Le nombre d’image par seconde est pris en compte depuis le logiciel d’acquisition Cinéris, une modification de ce
paramètre à ce niveau ne sert donc à rien.
On peut par contre modifier le Gamma pour améliorer la visibilité de l’image.
Onglet « Acquisition rapide »
Donnez un nom à votre fichier
Indiquez une durée d’acquisition
Donner une première valeur du nombre d’image par seconde. (par exemple 15i/s)
Lancer l’acquisition
Le logiciel indique à la fin de l’acquisition le nombre d’images perdues. Un fichier pas trop incomplet peut quand
même être exploité, mais il semble préférable de diminuer progressivement le nombre d’images par seconde jusqu'
à ce
que le logiciel ne signale plus la perte d’image.
Montage vidéo
Ouvrir votre fichier vidéo
,contempler votre œuvre !
Déterminer la première image intéressante, la sélectionner
Enregistrer votre nouveau fichier.
CERESP
puis la dernière
.
-3-
JAUGEY Didier
Chute d’un mobile dans un fluide : Dispositif expérimental
Tube acrylique
transparent bouché à
l’extrémité inférieure
∅80 L = 1m
D = 1,5m (0°)
D = 1,2m (90°)
Cristallisoir
Diaphragme :
Feuille de papier
Canson noir
rétroprojecteur
CERESP
-4-
JAUGEY Didier