VideoAnalyzer 2.0 – FAQ – Arbeiten mit der Software

Was ist bei der Produktion eines eigenen Experimentalvideos zu beachten?
Videoaufnahme:
Die Kamera sollte während der gesamten Aufnahme an einem festen Standort – am besten auf einem Stativ – montiert sein.
Die Kamera sollte senkrecht auf die voraussichtliche Bewegungsbahn gerichtet sein.
Motiv:
Im Videomotiv muss ein Maßstabsmotiv sichtbar sein, dessen Länge bekannt ist. Das Maßstabsmotiv muss sich im gleichen Abstand zur Kamera befinden wie das Videomotiv, dessen Bewegung gemessen werden soll.

Videoformat:
Das Video muss in ein digitales Format konvertiert werden, das von der VideoAnalyzer-Software gelesen und in Einzelbilder zerlegt werden kann (siehe auch ‚Fragen zur Videotechnik’).

Wie funktioniert in einem Diagramm der Funktionsplotter im Bereich ’3. Messdaten auswerten’ (Dort: Reiter ‘Auswertung’ -> ‘Eigene Funktion’) ?
In diesem Bereich können Sie eine beliebige Funktion vorgeben, deren Funktionsgraph in das Diagramm eingezeichnet werden soll. Hierfür können Sie einen beliebigen Funktionsterm in Computerschreibweise eingeben.
Eingabebeispiele:

• x + 2
• x*3 + 1
• x^2
• sin(x)^2 + cos(x)^2
• 1/2 * x

Ersetzen Sie bei der Eingabe die gewählte Größe der x-Achse – beispielsweise t – stets durch die Funktionsvariable x. Der Funktionsplotter interpretiert Kommazahlen in amerikanischer Notation. Das heißt, dass Sie einen Punkt anstelle eines Kommas eingeben müssen. Beispiel: 2,25 geben Sie ein als 2.25.

Ich möchte mit VideoAnalyzer exportierte CSV-Daten in einem Tabellenkalkulationsprogramm weiter verarbeiten. Was ist zu beachten?
Abhäng von der Art und Version des Tabellenkalkulationsprogramms kann der Import von CSV-Daten unterschiedlich ausfallen kann.
Tipp: Suchen Sie in Ihrem Tabellenkalkulationsprogramm nach einer Möglichkeit, den Datenimport manuell zu steuern. Wählen Sie dort als Trennungszeichen für die Datensätze das Semikolon und geben Sie den Punkt als Dezimal-Trennzeichen an.

Welche Faktoren können bei einer Videoanalyse zu Messfehlern führen?
Unter anderem können folgende Umstände das Messergebnis beeinflussen:

• Das Videobild ist perspektivisch verzerrt. Dies ist insbesondere bei Weitwinkelaufnahmen der Fall.
• Die Bewegung des gefilmten Objektes ist nicht exakt zweidimensional bzw. ändert während der Bewegung seinen Abstand zur Kamera.
• Das Motiv hat einen sehr großen Abstand zur Kamera ud nimmt gleichzeitig nur wenig Raum im gesamten Videobild ein.

VideoAnalyzer 2.0 – FAQ – Fragen zur Didaktik

Welche Fragestellungen können mit einem Videoanalyseexperiment untersucht werden?
VideoAnalyzer 2.0 ist ein ideales Werkzeug, Kinematik an alltäglichen Bewegungsvorgängen zu zeigen und zu untersuchen. So können beispielsweise die folgenden Fragestellungen untersucht werden:

• Fällt ein Apfel aus gleicher Höhe schneller als ein Fußball?
• Aus welchen Teilbewegungen besteht die Flugbahn eines Basketballs nach dem Wurf?
• Wie stark beschleunigt ein Auto?
• Wie verhält sich die Schwingung bei einem Pendel?
• Welche Bahn vollzieht ein Tennisball, der von einem Radfahrer während der Fahrt senkrecht hochgeworfen wird?
• Was ist schneller, ein Fußballschuss oder ein Handballwurf?
• Aus welchen Bewegungsphasen besteht ein Sprint?

Welche Bewegungsbahnen eignen sich für ein Videoexperiment?
Geeignet sind alle Bewegungen, die im Verhältnis zur Bildrate des Videos nicht ‚zu schnell’ sind. Es kann sich dabei um ein- oder um zweidimensionale Bewegungsabläufe handeln.

Wie berechnet Videoanalyzer die Wertetabelle?
Zeit: t = Einzelbildnummer / Bildrate des Videos – Zeitbeginn des Messabschnitts
x-Werte: x = (eingegebene Größe des Maßstabs / Pixellänge des Maßstabs) • (gemessene x-Pixel – Nullpunkt x-Pixel)
y-Werte: y = (eingegebene Größe des Maßstabs / Pixellänge des Maßstabs) • (Nullpunkt y-Pixel  – gemessene y-Pixel)

Die Punkte im t-ax Diagramm streuen sehr stark und haben zum Teil sehr hohe Werte. Woran liegt das?
Bei jeder Messwerterfassung entstehen Messfehler. Durch die progressive Berechnung von Differenzenquotienten entsteht eine Fehlerfortpflanzung, die sich insbesondere bei der Berechnung von ax und ay sehr deutlich auswirkt.
Hier eignet sich in besonderer Weise die Nutzung der Trendlinienfunktionen. Trotz großer Streuung können hiermit in den meisten Fällen noch Rückschlüsse auf die entsprechenden Gesetzmäßigkeiten gezogen werden.
Fehlerfortpflanzung und Messwerteinterpretation sollten unbedingt im Unterricht thematisiert werden. Hierfür ist VideoAnalyzer ein ideales Werkzeug.

Was bedeutet mathematisch die Berechnung der Trendlinie?
Das bei der Berechnung der Trendlinien angewandte Verfahren nennt man Regression. Die Koeffizienten eines Polynoms, dessen Grad vorher festgelegt wird, werden so berechnet, dass sich der Graph des Polynoms besonders gut der vorgegebenen Punkteschar annähert. Die im VideoAnalyzer angewandte Methode ist auch als ‚Least Squares Fit’ bekannt.
Für den Polynomgrad 0 ergibt sich eine Konstante. Für den Polynomgrad 1 ergibt sich eine Gerade.

Videosequenz CAD/CAM Löffelmorphologie