De beweging van een PingPong balletje vastleggen.

[Verwijderd]

Hallo allemaal!

Ik zit nu in v5, en moet in v6 een profielwerkstuk maken. Aangezien ik zelf een enthousiaste tafeltennisser ben, heb ik besloten dat dit wel een leuk onderwerp zou kunnen zijn voor het werkstuk. Alleen loop ik tegen het volgende probleem aan:

Hoe ga ik de hoge snelheden die bij het tafeltennisspel ontstaan digitaal vastleggen? Een hoge snelheidscamera zou optimaal zijn, alleen heb ik daar geen beschikking over. Iets waar ik aan zou denken is een stroboscoop te gebruiken om hiermee zo goed mogelijk de beweging van het balletje vast te leggen. Dit is van belang om vooral de invloed van effect vast te leggen. De school heeft trouwens een 60 fps webcam, alleen heb ik op google niet kunnen vinden wat dit betekent voor de nauwkeurigheid van mijn metingen.

Overigens heb ik al een machine geregeld die de ballen met constante snelheid, effect en hoogte zal afschieten. Hier heb ik dus geen last meer van, het is puur om de baan van het balletje vast te leggen.

Jullie hulp is welkom

[Atlas]

http://web.mit.edu/8.01x/www/supp/strobe.jpg
Je bedoeld zulke plaatjes?

Dat is prima te doen met een Stroboscoop en een normale camera
Sluiter open laten staan, strobo aan, balletje afvuren, en sluiter weer dicht. Hier heb ik ook ooit eens mee lopen spelen, eens zien of ik de foto's nog kan vinden.

[warcow]

Ik weet niet hoe vaak zo'n ping pong balletje heen en weer gaat, maar als ie in 1 seconde 3 keer heen en weer gaat, zou je met die 60 fps dus 10 fps per helft van tafel steeds hebben. (dus 10 beelden van het balletje aan 1 kant van de tafel.)
Als dat zo zou kloppen, dan lijkt mij dat wel net voldoende..? Of bedoel je iets anders? Je hebt het trouwens over webcam... wat voor camera is dat? (als het een webcam is die ik in gedachten heb, dan is het niet de moeite waard.)

edit @ hierboven: volgens mij bedoelt de TS'er in-game. Of mijn bakje koffie vanochtend was niet goed.

[ Voor 10% gewijzigd door warcow op 04-07-2007 14:04 ]

[0fbe]

Je hebt een aantal opties:
- Je gebruikt zoals vermeld stroboscoop opnamen. Hiervoor zal de ruimte wel donker moeten zijn en zal je een lichtbron met bekende stroboscopische snelheid moeten hebben. Alles boven 60Hz heeft zin (als je naar de webcam kijkt)
-Je gebruikt een Highspeed webcamera als bovenstaande niet werkt.

Ik hoop dat je toch enigzins wiskunde hebt gehad: Hoe hoger de FPS hoe fijner de stappen van je opname. Met een 60 FPS camera kan je dus 60 frames per seconde registreren .Bij bijv. een constantesnelheid van 10m/s is dat 1/6 meter per frame. Hetzelfde geld trouwens ook voor stroboscopische opnames. Waarbij je 60Hz gewoon als 60FPS kan zien.

Edit: Je zou natuurlijk ook een Highspeed camera kunnen huren: Klik Ik heb echter geen idee wat dat zou moeten kosten

[ Voor 12% gewijzigd door 0fbe op 04-07-2007 14:06 ]

[rauzer]

heb je ook al nagedacht hoe je de cam wil neerzetten? want je kunt niet alle positieinformatie vastleggen met maar 1 webcam. dan heb je er toch minstens 2 nodig.

dan kun je een animatie op je computer maken en analyseren. (numeriek differentieren etc) om de snelheid te bepalen. Ik weet niet of je kunt programmeren maar je kan dan een mooi programmaatje schrijven die het balletje volgt en de xyz coordinaten in de tijd vastlegd. dan kun je pas echt een mooie analyse doen.

[ Voor 62% gewijzigd door rauzer op 04-07-2007 14:17 . Reden: spelling en extra toevoeging ]

[0fbe]

rauzer schreef op woensdag 04 juli 2007 @ 14:12:
heb je ook al nagedacht hoe je de cam wil neerzetten? want je kunt niet alle positieinformatie vastleggen met maar 1 webcam. dan heb je er toch minstens 2 nodig.

dan kun je een animatie op je computer maken en analyseren. (numeriek differentieren etc) om de snelheid te bepalen. Ik weet niet of je kunt programmeren maar je kan dan een mooi programmaatje schrijven die het balletje volgt en de xyz coordinaten in de tijd vastlegd. dan kun je pas echt een mooie analyse doen.

Volgens mij wel, maar goed maakt het wel moeilijk. Een balletje heeft een bekende grootte. Hiermee kan je de afstand tot de lens bepalen...

[Verwijderd]

Bedankt voor de snelle reactie's.

@ Atlas, ja een dergelijk plaatje bedoel ik. Ben benieuwd naar de foto's

Het idee is niet om ingame op te nemen, maar om met een ballenschietmachine steeds dezelfde snelheid aan te houden en dan het effect te variëren (dit alles is dus instelbaar). Dan dacht ik eraan om in ieder geval lijntjes over het balletje te trekken met vilstfit om hiermee het effect aan te tonen, of zie je dit niet op de foto's?

Dan wou ik ook nog een maatlint onder de tafel bevestigen om hiermee de afstand te zien, om hiermee genoeg gegevens te hebben voor berekeningen/grafieken.

@rauzer
Volgens mij voldoet 1 camera/cam toch wel. Het gaat puur om het zijaanzicht, om hiermee min of meer het stuiteren onder invloed van effect van de bal vast te leggen. Ik zie niet helemaal het nut van de 2e camera om hiermee de snelheid te meten omdat ik de snelheid zelf instel

Heeft iemand trouwens nog een goede link waar beschreven staat hoe het zit met strobofoto's (ben nogal onervaren)..zoals atlas zei..sluiter open laten staan, strobo aan, balletje afvuren, sluiter dicht en dan neem ik aan dat dit bij elke flits van de strobo gebeurd?

edit: hoe zit het eigenlijk met overbelichting van strobofoto's ?? het lijkt me vrij logisch dat deze optreed omdat die flitsen nogal fel zijn (* knijpt nog steeds z'n ogen dicht als hij aan gisteravond denkt *)

[ Voor 8% gewijzigd door Verwijderd op 04-07-2007 14:59 ]

[Arjan]

Verwijderd schreef op woensdag 04 juli 2007 @ 14:57:
[...]
Heeft iemand trouwens nog een goede link waar beschreven staat hoe het zit met strobofoto's (ben nogal onervaren)..zoals atlas zei..sluiter open laten staan, strobo aan, balletje afvuren, sluiter dicht en dan neem ik aan dat dit bij elke flits van de strobo gebeurd?

je zet je setup in een donkere kamer, de sensor ziet alleen maar iets op de filtsmomenten van de strobo. De sluiter kan dus gewoon open blijven tijdens de volledige val

[rauzer]

timcooijmans schreef op woensdag 04 juli 2007 @ 14:30:
[...]Volgens mij wel, maar goed maakt het wel moeilijk. Een balletje heeft een bekende grootte. Hiermee kan je de afstand tot de lens bepalen...

kan inderdaad, maar de vraag is hoe nauwkeurig je de grootte kan bepalen.

Verwijderd schreef op woensdag 04 juli 2007 @ 14:57:
Volgens mij voldoet 1 camera/cam toch wel. Het gaat puur om het zijaanzicht, om hiermee min of meer het stuiteren onder invloed van effect van de bal vast te leggen. Ik zie niet helemaal het nut van de 2e camera om hiermee de snelheid te meten omdat ik de snelheid zelf instel

als je alleen het zijaanzicht nodig hebt heb je maar 1 camera nodig. Met de snelheid bedoel ik niet de snelheid waarmee je bal de machine verlaat. deze is inderdaad bekend. maar de bal zal onderhevig zijn aan wrijving met de lucht, en zwaartekracht waardoor de snelheid natuurlijk continu veranderd in de tijd.

wat voor effect wil je de bal eigenlijk geven? opwaards, neerwaards of naar de zijkant?

[ Voor 17% gewijzigd door rauzer op 04-07-2007 15:23 ]

[Verwijderd]

De machine kan alleen topsin (dus voorwaarts) of backspin (achterwaarts)..in die gevallen voldoet een zijaanzicht, anders zou ik inderdaad nog een soort bovenaanzicht nodig hebben (wat opzich misschien ook wel handig is).

Maar wat denken jullie van dat meetlint onder de tafel, is dat duidelijk genoeg op een strobofoto?

[MrDummy]

Verwijderd schreef op woensdag 04 juli 2007 @ 17:07:
Maar wat denken jullie van dat meetlint onder de tafel, is dat duidelijk genoeg op een strobofoto?

Als de meetlint steeds op dezelfde plek blijft, zal het steeds meer overbelicht worden door meerdere strobes.
Enige wat wel kan is zwart-mat plaat met dunne witte lijnen erop als maatlijnen. De witte lijnen worden iets feller, maar de zwarte plaat achter verandert bijna niet in helderheid. Zo blijft het nog zichtbaar na vele strobes.
De witte of gele maatlint heeft straks zoveel licht verzameld dat dunne zwarte lijnen niet meer goed te zien zijn en vervagen meer en meer. Dat is onbruikbaar.
Je moet dus zorgen dat er echt zwart en wit aanwezig is, want strobe licht mag niet teveel opgespaard worden op niet bewegende delen.

[wilmocs]

kun je niet met een vrij lange slijtertijd, dus in een wat donkere ruimte en doormiddel van een 580EX flitsen? die kan als stroboscoop fungeren, met heel veel instellingen!!!

daarbij kan je zo ook de beweging van de spelers vastleggen... praat je wel over enkele foto's met veel te zien, maar lijkt me wel gaaf effecT!

[rauzer]

waarom eigenlijk zo moeilijk doen met een strobo? maak met die webcam gewoon een filmpje, fotoshop een aantal frames over elkaar met bepaalde vaste tussentijd en je hebt je strobofoto. leg gewoon een aantal beeldjes met vaste tussentijden over elkaar, met allemaal transparantie. dan zou je hetzelfde eindresultaat moeten hebben (en in kleur:) )

[Verwijderd]

video camera en de frames die je wilt eruit knippen ?

[rauzer]

de TS heeft beschikking over een 60 fps webcam. hij kan een filmpje opnemen van de beweging van het balletje. met virtualdub ofzo kun je om vaste intervallen een beeldje exporteren. deze shop je over elkaar en je hebt een strobofoto. geen moeilijk gedoe met belichting etc. mocht de resolutie niet hoog genoeg zijn kan de TS altijd een HD camera proberen te lenen ofzo.

[BasieP]

rauzer schreef op vrijdag 06 juli 2007 @ 11:48:
de TS heeft beschikking over een 60 fps webcam. hij kan een filmpje opnemen van de beweging van het balletje. met virtualdub ofzo kun je om vaste intervallen een beeldje exporteren. deze shop je over elkaar en je hebt een strobofoto. geen moeilijk gedoe met belichting etc. mocht de resolutie niet hoog genoeg zijn kan de TS altijd een HD camera proberen te lenen ofzo.

ik kan je nu al vertellen dat een webcam waarschijnlijk zwaar bewogen 'foto's gaat nemen, waar je denk ik op al je frames een gigantisch ovaal balletje zal zien.
* BasieP twijfelt of dit 'the way to go' is

[rauzer]

dat zal best meevallen:

met 60 fps duurt de opname van een beeldje 1/60 = 0.0167 seconde. stel de bal gaat met 2 meter per seconde (best snel lijkt me) dan legt de bal in die tijd 0.0167 *2 = 0.033 meter, dus ongeveer 3 centimeter af. een beetje ovalig wordt ie wel, maarja het is wel heel makkelijk te realiseren.

[CyBeR]

rauzer schreef op vrijdag 06 juli 2007 @ 23:55:
dat zal best meevallen:

met 60 fps duurt de opname van een beeldje 1/60 = 0.0167 seconde. stel de bal gaat met 2 meter per seconde (best snel lijkt me) dan legt de bal in die tijd 0.0167 *2 = 0.033 meter, dus ongeveer 3 centimeter af. een beetje ovalig wordt ie wel, maarja het is wel heel makkelijk te realiseren.

2 meter/sec is vrij langzaam juist. Ga maar uit van het tienvoudige.

[rauzer]

das dus meer dan 70 kilometer per uur (!!), het gaat hier om het effect van 'effect' te analyseren. niet smashen ofzo....

maarja ik weet niet hoe snel de machine van TS gaat. ik ben alleen benieuwd hoe het gaat lukken.

[Omni superens]

Met een beetje googlen is het vrij makkelijk te vinden dat de gemiddelde snelheid bij het tafeltennis rond de 40km/h ligt, wat dus neerkomt op iets meer dan 11 m/s. Wanneer er gesmashed wordt kan door de toppers een snelheid van zo'n 120km/h worden gehaald, wat dus ruim meer is dan bijvoorbeeld 70km/h. Maar goed stel dat je alleen de gemiddelde snelheid pakt van 11m/s dan komt dat op een verplaatsing neer van 0.0167*11= 0.1837m oftewel ruim 18cm. Is alweer een behoorlijk verschil met de 3 cm. Mijns inziens is de webcam met 60f/s niet geschikt om de beweging van de bal te registreren. Tenzij je de snelheid van de bal drastisch omlaag gaat doen, maar dan kan je de relevantie met betrekking tot tafeltennis in twijfel trekken.

Wat ook een mogelijkheid is, is dat je bij een nabijgelegen universiteit of iets als TNO of iets dergelijks langsgaat en daar vriendelijk vraagt of het misschien mogelijk is dat je een middag je testen uitvoert met hun apparatuur onder hun begeleiding natuurlijk. Zal op zich niet snel een probleem van worden gemaakt, mits je natuurlijk vantevoren wel goed je huiswerk doet wat je precies wilt gaan bepalen en hoe je dat wilt gaan doen.