MANUAL SAM
Edson
Minatel e Dietrich Schiel
Versão
atualizada 2005
1.
Descrição do problema e aspecto pedagógico
A
informatização crescente das escolas brasileiras tem sido
impulsionada por iniciativas governamentais nos últimos cinco anos.
Essa informatização, em grande parte, está desmistificando
o conceito de Educação a Distância e diminuindo a distância
entre o professor/aluno com a poderosa ferramenta, a computação.
Do
ponto de vista computacional, um processo completo de informatização
é composto de basicamente duas partes: o hardware e o software.
O hardware engloba a máquina, o computador e seus periféricos,
e permite que recursos de cálculos, multimídia (som e vídeo)
e comunicação sejam explorados. No entanto, são nos
softwares que se encontram as formas de se explorar todo o potencial das
máquinas e, principalmente, de alcançar o objetivo da informatização
das escolas: a Educação.
Softwares
educacionais foram e estão sendo desenvolvidos visando ensinar aos
alunos diversas disciplinas como a Biologia, a Física, a Matemática
e até mesmo a Língua Portuguesa através do uso maciço
de multimídia e realidade virtual. Porém o enfoque que a
maioria desses softwares dá ao conceito de Educação
é restrito em disponibilizar as informações aos alunos
e que, muitas vezes, até dispensa a figura do professor.
Esses
softwares multimídia simplesmente demonstrativos não são
bem vistos por professores de disciplinas que envolvem conceitos experimentais
como a Física.
A
idealização do SAM (Sistema para Análise de Movimentos)
foi motivada por essa preocupação e pela demanda observada
em professores do ensino médio e até de ensino superior.
O
objetivo desse sistema computacional é fornecer ao professor as
ferramentas necessárias para o ensino da Física através
de experimentos práticos. O SAM possibilita que sejam observados,
com o auxílio de técnicas do Processamento Digital de Imagens,
muitos fenômenos físicos como a propagação de
ondas, reflexão, refração, velocidade de propagação
de ondas, velocidade de objetos em movimentos, constatação
de movimentos retilíneos ou curvos, constantes ou acelerados, entre
muitas outras aplicações.
O
SAM 1.3 possibilita os seguintes recursos principais:
1.Leitura
de vídeos digitais;
2.Leitura
e gravação de imagens congeladas;
3.Medir
distâncias, ângulos e posições através
de régua e transferidorvirtuais, calibrados em cm;
4.Traçar
linhas;
5.Desenhar
círculos;
6.Desenhar
retângulos;
7.Efetuar
marcações numeradas;
8.Usar
uma paleta de 16 milhões de cores para desenho;
9.Visualizar
os vídeos em tempo real;
10.Avançar
ou retroceder quadro a quadro;
11.Medições
e referências no domínio espacial e no domínio do tempo;
12.Gravar,
ler e editar marcações/desenhos independentemente da imagem
ou do vídeo;
13.Analisar
movimentos através de recurso de estroboscopia.
Para
capturar vídeos e fazer tratamento das imagens obtidas, foi instalado
no SAM o programa Virtual Dub e para simular os movimentos em linguagem
LOGO foi instalado o programa MSWLogo.
De
forma a exemplificar algumas aplicações possíveis
do SAM são apresentados os seguintes resultados:
1.1.
USO DE CUBAS DE ONDAS
O
estudo do comportamento das ondas na água de forma a ajudar a compreensão
de ondas eletromagnéticas é bem conhecido no ensino da Física.
Pohl usou ondas de água para mostrar fenômenos de interferência
e propagação de ondas desde 1930, lecionando em universidade.
O Physical Science Study Committee usou essas idéias em escolas
de ensino médio.
Com
o uso de uma "Cuba de ondas" (Camara of waves) e um retroprojetor (Projector)
é possível visualizar as sombras de ondas sobre a superfície
da água geradas por um oscilador (Vibration maker). Isso permite
com que se trace uma analogia com ondas eletromagnéticas. A figura
1.1.1 ilustra esses dispositivos.
Figura 1.1.1 : Retroprojetor
com uma "Cuba de ondas";
Usando
uma câmera de vídeo para filmar as ondas projetar, pode-se
capturar o vídeo gerado através de uma placa de captura de
vídeo (Analogical/Digital video converter) como é mostrado
pela Figura 1.1.2. Isso permite que as imagens das ondas sejam congeladas
possibilitando um análise quantitativa de seu comportamento.
Figura 1.1.2 :
Esquema ilustrativo de um sistema para captura de imagens digitais.
As
seguintes imagens foram obtidas por esse processo e analisadas com o auxílio
do SAM 1.3.
Figura
1.1.3: Observação
da formação do foco (ponto 1) e o centro da circunferência
(ponto 2) que determina a barreira onde as ondas paralelas são refletidas. |
Figura
1.1.4: Observação
do centro gerador de ondas circulares (ponto 1) e três cristas de
onda. Pode-se calcular a distância entre as cristas (1,28 cm) e a
velocidade de propagação (13,5 cm/s). |
Figura
1.1.5:
Nessa imagem é possível observar que um centro gerador de
ondas circulares (ponto 1) é refletido (ponto 3) quando as ondas
colidem com uma barreira (ponto 2). |
Figura
1.1.6:
Comprovação que o ângulo de incidência é
o mesmo que o ângulo de reflexão. |
Figura
1.1.7:
Cálculo da distância entre duas cristas de ondas paralelas
(1,53 cm)
|
1.2.
ANÁLISE DE OBJETOS EM MOVIMENTO
Com
a imagem de um objeto em movimento, com uma bola, são possíveis
várias análises. O SAM possui um algoritmo que gera uma imagem
estroboscópica a partir de uma imagem de vídeo. As figuras
a seguir ilustram algumas aplicações possíveis.
Figura
1.2.1:
Imagem estroboscópica de uma bola em queda livre gerada pelo estroboscópio
virtual do SAM a partir de um vídeo capturado. |
|
|
Figura
1.2.2: Lançamento de projéteis |
Figura
1.2.3:
Pêndulo do início até seu ponto de velocidade máxima.
|
2.
DESCRIÇÃO DA IMPLEMENTAÇÃO DO PROGRAMA
2.1.
Linguagem de programação
O
Sistema para Análise de Movimentos (SAM) foi implementado na linguagem
de programação C++, orientada a objetos e a eventos. Essa
linguagem foi escolhida devido a sua alta flexibilidade no manuseio de
memória assim como por sua performance em ambiente de 32 bits.
O
uso de C++ é vantajoso no que diz respeito à portabilidade
de código, pois diversas plataformas computacionais (CISC, RISC,
etc) possuem seus compiladores. Essa portabilidade, no entanto, é
prejudicada apenas no aspecto da interface com o usuário que varia
consideravelmente de plataforma para plataforma.
No
entanto, o programa foi desenvolvido de forma modular, com funções
e procedimentos definidos de forma amplamente estruturada, buscando o máximo
de desempenho, portabilidade e otimização de memória.
2.2.
Sistema operacional
Esse
software foi desenvolvido inteiramente usando o sistema operacional Windows
95/98/ME/2000/, otimizado para computadores de 32 bits.
2.3.
Plataforma computacional
Adotou-se
o uso de PCs baseados no processador Pentium (comum, MMX ou Pentium II)
devido à sua grande disponibilidade no território nacional.
2.4.
Hardware recomendado
As
aplicações que envolvem o processamento de imagens, normalmente
requerem grande poder de processamento e memória. No entanto, o
SAM foi desenvolvido de forma otimizada, permitindo o uso de plataforma
mínima:
-
Microcomputador (128 MB ou maior);
-
Memória RAM: 16 MHz;
-
Placa de vídeo:
-
Resolução mínima 640x480 em 16 bits de cor;
-
Hard disk 20 Gbyte;
-
Mouse (mínimo dois botões);
-
Monitor colorido.
2.5.
Configurações do Windows recomendadas
Vídeo:
-
mínimo 16 bits de cor;
-
resolução 640x480;
-
Cores padrão windows;
-
Fontes pequenas;
2.6.
Placa para captura de imagens/vídeo
Está
sendo desenvolvido para o SAM um vasto banco de imagens contendo vídeos
com diversos experimentos inerentes a Física de movimentos.
Recomendam-se
placas de captura de vídeo com os seguintes parâmetros:
-
Driver para Video for Windows 1.1;
-
Resolução de captura 320x240 pixels
-
24 bits de cor;
-
Taxa de aquisição mínima 15 quadros por segundo (ideal
30 qps).
Quando
é utilizada a filmadora digital para fazer as filmagens, não
é necessário placa de captura; o computador tem que ter apenas
a entrada USB.
3.
O SAM 1.3 COMO PRODUTO
O
SAM está na sua terceira versão. Foi testado e avaliado por
professores e alunos de Física e Matemática do Ensino Médio
e por alunos da licenciatura através de oficinas e aulas. O software
SAM mostrou ser uma ferramenta cognitiva para os professores e alunos no
processo ensino / aprendizagem.
4.
DOCUMENTAÇÃO DO SISTEMA
4.1.
INSTALANDO O SAM 1.3
A
instalação do SAM 1.3 é muito simples e segue o padrão
de qualquer outro programa desenvolvido para Windows 95.
Basta
acessar o CD ou o Disquete e executar o programa "Setup.exe" e seguir as
instruções na tela.
4.2.
ABRINDO O PROGRAMA
Clicando-se
sobre o ícone "SAM 1.3" o programa se iniciará que está
no menu de "Programas" do Windows. A janela ilustrada pela Figura 4.2.1
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.
Figura
4.2.1: Tela
inicial do programa SAM 1.3.
Como
se observa, existem várias ferramentas e informações
que serão apresentadas no decorrer desse manual. Quando o programa
se inicia, muitas dessas ferramentas ainda não estarão habilitadas.
Dependendo da opção do usuário o sistema fornece e
habilita informações e recursos.
O
sistema SAM é fornecido com um banco de imagens digitais (*.AVI)
que podem ser usadas para ilustrar e comprovar algumas de suas potencialidades.
No entanto, se o seu microcomputador possuir uma placa para captura de
imagens digitais (digitalizador de imagens) que suporte o driver "Vídeo
for Windows 1.1", você estará apto a analisar suas próprias
aplicações.
4.3.
CAPTURANDO IMAGENS DIGITAIS utilizando o VirtualDub
Acionando-se
o menu "Captura" ou teclando-se o botão 
o
programa passa para o "Modo de captura de imagens digitais". Se houver
algum problema com sua placa de captura de imagens a seguinte mensagem
será exibida:
Figura
4.3.1:
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.
-
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 4.3.2).
Figura
4.3.2:
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.
4.4.
ABRINDO UM VÍDEO DIGITAL
A
qualquer momento é possível recuperar o arquivo de vídeo
(*.AVI). Você pode acionar a leitura de um arquivo de vídeo
de duas maneiras: acessando o menu "Arquivo", escolhendo a opção
"Ler *.AVI" ou clicando o botão esquerdo do mouse sobre o seguinte
botão na barra de ferramentas:
O
programa lhe mostrará a seguinte janela permitindo que se escolha
o arquivo desejado:
Figura
4.4.1 : Escolhendo
um vídeo a ser aberto.
Ao
se teclar "Abrir", se o arquivo for válido, a tela do SAM 1.3 terá
uma forma semelhante à mostrada na próxima figura.
Figura
4.4.2 : Tela
do SAM após aberto um arquivo de vídeo.
Pode-se
notar que muitos dos botões que estavam desabilitados passam a estarem
disponíveis.
4.5.
VISUALIZANDO UM VÍDEO
Logo
abaixo a imagem lida existe uma seqüência de sete botões.
O botão com um círculo vermelho é o botão de
gravação já discutido anteriormente.
Figura
4.5.1:
Seqüência dos botões para a visualização
de vídeos e o botão de captura
Esses
botões sequem as definições adotadas pelos aparelhos
de Videocassete que você provavelmente deve estar familiarizado.
A tabela a seguir mostra o botão e sua respectiva função.
|
|
|
PLAY
- Exibe o vídeo
|
|
|
|
STOP
- Pára a exibição do vídeo
|
|
|
|
AVANÇA
- Vai para o próximo quadro
|
|
|
|
RETORNA
- Vai para o quadro anterior
|
|
|
|
INÍCIO
- retrocede até o início do vídeo
|
|
|
|
FINAL
- avança até o final do vídeo
|
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 4.5.2
Figura
4.5.2:
Zoom e cursor para auxiliarem na visualização dos vídeos
4.6.
FICHAS DE ATRIBUTOS E TAREFAS
Do
lado direito da imagem, podem ser observadas algumas "fichas". Essas fichas
contem informações e tarefas importantes para a análise
do vídeo aberto.
A
figura 4.6.1 ilustra uma disposição possível dessas
fichas. Você pode acioná-las clicando-se sobre os seus "índices".
Figura
4.6.1 :Índices das fichas
4.7.
CONFERINDO AS INFORMAÇÕES SOBRE O ARQUIVO DE VÍDEO
A
Ficha "Gerais" contém informações importantes sobre
o arquivo de vídeo aberto. Com essas informações você
pode organizar e calcular muitas aplicações.
Como
a figura 4.7.1 ilustra, podemos ver o nome e diretório do arquivo
aberto: "C:\ABLE WORKS\capturado.avi". Esse vídeo foi capturado
a uma taxa de 30 quadros por segundo (30 qps) e sua duração
é de 2s.
Pode-se
ver também que as dimensões da imagem são 320 pixels
na horizontal (colunas) por 240 linhas (pixels na vertical).
O
número total de quadros é calculado multiplicando-se a taxa
de aquisição, no caso 30 qps, pela duração
(2s). Temos então 60 quadros.
Figura
4.7.1 :
Ficha de informações "Gerais".
Sob
o quadro de "Informações gerais" são mostradas algumas
mensagens como o estado do arquivo de vídeo.
4.8.
CALIBRANDO AS 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 4.8.1 será apresentada.
Figura
4.8.1:
Ficha de calibração.
Pode-se
observar que há dois campos, um para informar um certo número
de pixels e outro para dizer quantos centímetros aqueles pixels
representam.
Você
pode fazer a calibração de duas maneiras. A primeira é
alterar manualmente os valores dos campos de números de pixels e
de cm, com as setas, ou através do botão "Calibra".
Para
fazer a calibração usando o botão "Calibra" é
preciso que se use como referência um objeto contido na imagem e
com dimensões conhecidas. Para exemplificar, suponha-se que conheçamos
o a largura do braço mecânico que gera as ondas capturadas
no vídeo "capturado.avi". Essa largura é de 1,5 cm.
Com
isso, podemos de imediato inserir esse valor no campo "cm" clicando-se
sobre as setas à direita desse campo. Observa-se que o valor é
alterado em 0,1 cm a cada clique na seta para cima ou para baixo.
Agora
com o cursor do mouse, que na imagem adota a forma de uma cruz, posicione-se
sobre um lado da imagem do braço mecânico e com o botão
da esquerda do mouse pressionado leve o cursor até o outro lado.
A Figura 4.8.2 mostra a imagem (aproximada) que você deve estar vendo.
Figura
4.8.2:
Imagem da determinação de um ponto de referência
com
tamanho conhecido.
Solte
o botão esquerdo do mouse, a "Régua" (que será melhor
explicada em breve) sumirá.
Aperte
o botão "Calibra". Você perceberá que o quadro "Calibração"
terá seu número de pixels ajustado, conforme a figura 4.8.3
mostra.
Figura
4.8.3:
Quadro de "Calibração".
Interpretando
esses dados, podemos dizer que 23 pixels equivalem a 5 cm. Esse valor atualiza,
automaticamente, todos os dados que se apresentarem em cm e que serão
mostrados a você nos próximos itens.
4.9.
POSICIONANDO-SE NO ESPAÇO E NO TEMPO
A
ficha "Posição" informa todas as informações
básicas necessárias para uma análise dos movimentos
contidos nas imagens do vídeo capturado. A figura 4.9.1 ilustra
a ficha de "Posição".
Figura
4.9.1:
Ficha de Posição
Pode-se
observar dois quadros nessa ficha: Posição espacial e Informações
sobre o frame atual. Frame é o nome técnico dado aos quadros
(imagens) quando estão "congelados".
Movimentando-se
o cursor do mouse sobre a imagem, como ilustra a figura 4.9.2. observa-se
que as coordenadas "Horizontal" e "Vertical" se alteram, dependendo dessa
posição. A figura 4.9.3 mostra a posição atual
do cursor do mouse.
Figura
4.9.2:
Exemplo do cursor do mouse posicionado sobre a posição (50,236)
em uma imagem de 320 colunas por 240 linhas.
Figura
4.9.3:
Coordenadas do mouse
É
importante informar que essas coordenadas são dadas em pixels e
o ponto (0,0) é o canto superior esquerdo da imagem. Essa é
uma padronização adotada no processamento de imagens digitais.
Os
campos Distância e Ângulo serão explicados juntamente
com as definições das ferramentas Régua e Transferidor
virtuais.
No
quadro de "Informações sobre o frame atual" tempos a informação
sobre o tempo relativo ao início do vídeo e o número
de quadros contados, também, relativos ao início do vídeo.
Observe que, com o vídeo na posição inicial, o tempo
e a posição relativos são iguais a zero.
Pressionando-se
o botão
o
vídeo andará um quadro para frente e o quadro de informações
passará para:
Concluí-se
que, a uma taxa de 30 quadros por segundo, o tempo entre um quadro e outro
é de 33 milésimos de segundo (33 ms = 0,033 s).
Da
mesma forma, pressionando-se o botão 
o
vídeo vai para seu final. Nesse caso o quadro de informações
é alterado automaticamente para :
4.10.
CONHECENDO 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 1.3. Essa barra é mostrada pela seguinte
figura:
Figura
4.10.1: Barra
de ferramentas.
|
A
|
|
Abrir
um vídeo de arquivo em disco no formato *AVI
|
|
B
|
|
Abrir
uma imagem (quadro) de arquivo em disco no formato *.BMP
|
|
C
|
|
Salvar
imagem em arquivo em disco no formato *.BMP
|
|
D
|
|
Número/Contador
usado pelo Marcador Numerado
|
|
E
|
|
Habilita
o marcador numerado
|
|
F
|
|
Habilita
"Gráficos"
|
|
G
|
|
Habilita
o programa VirtualDub para captura e tratamento de imagens
|
|
H
|
|
Habilita
o programa MSWLogo
|
|
I
|
|
Habilita
o desenho de círculos
|
|
J
|
|
Habilita
o desenho de retângulos
|
|
K
|
|
Habilita
o desenho de linhas
|
|
L
|
|
Habilita
a régua virtual
|
|
M
|
|
Habilita
o transferidor virtual
|
|
N
|
|
Muda
a cor de desenho e mostra a cor atual
|
O
botão A, já foi lhe apresentado, e permite com que um arquivo
de vídeo seja carregado na memória a partir do disco. Esse
arquivo deve estar no formado *.AVI.
4.11.
LENDO UMA IMAGEM DO DISCO
O
botão B (ver Figura 4.10.1) é semelhante ao botão
A. Ele carrega uma imagem na memória a partir de um arquivo*.BMP
gravado em disco. Clicando-se obre esse botão a seguinte tela será
exibida:
Com
essa janela, é possível buscar uma figura no formato Windows
Bitmap (*.BMP) e apresentá-la na tela principal do SAM. Como o sistema
foi otimizado para imagens capturadas essas imagens devem estar na proporção
4:3. Caso contrário ela aparecerá distorcida.Observe também
que os botões para manipulação de vídeo ficam
desabilitados.
4.12.
GRAVANDO UMA IMAGEM EM DISCO
Pressionando-se
o botão C (ver Figura 4.10.1) da barra de tarefas é possível
salvar a imagem corrente em um disco. Para isso, escolha na tela mostrada
pela figura a seguir um nome para o seu arquivo e pressione "Salvar". Se
o arquivo não existir o programa o criará e, se existir pedirá
uma confirmação de sobrescrever.
4.13.
USANDO A RÉGUA VIRTUAL
Habilitando-se
o botão L da barra de ferramentas (ver Figura 4.10.1), a régua
virtual é acionada. Essa régua pode ser usada para determinar
a distância entre dois pontos na imagem.
Com
o botão I habilitado:
1
- posicione o cursor do mouse sobre um ponto na imagem;
2
- mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse e leve o cursor
até o outro ponto a ser medido. Uma linha unindo o ponto inicial
e a posição atual do cursor será exibida.
Note
que no quadro "Posição espacial" da ficha de posições
os dados da distância entre esses pontos será exibido no campo
"Distância".
IMPORTANTE:
Os dados mostrados em centímetros só serão válidos
se a calibração for feita corretamente. Veja o item referente
à calibração descrito anteriormente.
4.14.
USANDO O TRANSFERIDOR VIRTUAL
O
transferidor virtual pode ser habilitado a qualquer momento pelo acionamento
do botão M (ver Figura 4.10.1) da barra de ferramentas. As figuras
4.14.1 e 4.14.2 mostram respectivamente o transferidor virtual que aparece
quando se mantém pressionado o botão esquerdo do mouse e
as informações da ficha de posição sobre o
ângulo de inclinação da linha formada entre um ponto
inicial e o cursor do mouse.
Figura
4.14.1:
Transferidor virtual
Figura
4.14.2:
Dados das posições do transferidor virtual
4.15.
DESENHANDO CÍRCULOS
Para
desenhar círculos, deve-se habilitar o botão I (ver Figura
4.10.1) da barra de ferramentas, determinar o centro do círculo,
posicionando-se o cursor do mouse. Manter pressionado o botão esquerdo
do mouse levando o cursor até o raio desejado e, em seguida, soltar
o botão do mouse para desenhar.
As
figuras 4.15.1 e 4.15.2 mostram esses passos.
Figura
4.15.1: Determinado
o centro e o raio do círculo a ser desenhado. Botão esquerdo
do mouse pressionado.
Figura
4.15.2: Círculo
desenhado na posição desenhada.
4.16.
DESENHANDO RETÂNGULOS
Com
o botão J da barra de ferramentas habilitado (ver Figura 4.10.1),
é possível desenha quadrados e retângulos sobre sua
imagem. Para isso, posicione o cursor do mouse sobre um canto do retângulo
a ser desenhado e, com o botão esquerdo do mouse pressionado, determine
o outro canto do retângulo (Figura 4.16.1).
Quando
o botão do mouse é solto, um retângulo de dimensões
determinadas e na cor atual será desenhado sobre a imagem (Figura
4.16.2).
Figura
4.16.1:
Determinando a posição e dimensões de um retângulo.
Figura
4.16.2:
Retângulo desenhado na cor atual.
4.17.
DESENHANDO LINHAS
Se
o botão K da barra de ferramentas (ver Figura 4.10.1) estiver habilitado,
quando se procede de forma análoga ao uso da régua, uma linha
será desenhada.
Para
desenhá-la posicione o cursor do mouse sobre um ponto na imagem,
pressione e mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse, posicionando-o
até um outro ponto. Ao soltar o botão do mouse uma linha
na cor atual será desenhada ligando os dois pontos determinados.
A Figura 4.17.1 mostra algumas linhas desenhadas.
Figura
4.17.1:
Linhas desenhadas com a ferramenta de linhas.
4.18.
MARCADOR NUMERADO
O
Marcador numerado serve para colocar pontos de referência sobre uma
imagem ou vídeo sendo analisado.
Pode-se
fazer uma marcação de duas formas. A primeira é simplesmente
pressionando o botão direito do mouse sobre um ponto na imagem.
Isso irá colocar uma marca (cruz) com um número determinado
pelo campo D da barra de ferramentas. Com o botão direito não
se faz necessário o acionamento do botão E (ver Figura 4.10.1).
Outra
forma é justamente acionando-se o botão E. Com isso clicando-se
o botão esquerdo do mouse uma marcação numerada pode
ser feita.
O
número a ser desenhado é dado pelo campo D (ver Figura 4.10.1)
e pode ser modificado através das setas. A cada clique o número
é incrementado automaticamente.
Figura
4.18.1:
Exemplos de marcações numeradas.
4.19.
DEFININDO AS CORES DOS DESENHOS
Pressionando-se
o botão ilustrado pela letra H na barra de ferramenta (ver Figura
4.10.1), a seguinte janela é apresentada. Essa janela permite que
se escolha uma cor, dentro de uma paleta de mais de 16 milhões de
cores. Essa cor será usada para os próximos desenhos e marcações.
Figura
4.19.1:
Determinando uma cor.
4.20.
MANIPULANDO OS DESENHOS E MARCAÇÕES
As
marcações e desenhos são armazenados em memória
seguindo um conceito de "layers" ou seja, camadas. Isso significa que cada
desenho ou marcação é encarado como um objeto independente.
Esse enfoque permite que as marcações sejam redesenhadas
independentemente da imagem de fundo e podem também ser armazenados
em disco e recuperados a qualquer momento. Tente fazer alguns desenhos
e movimentar o vídeo para frente ou para trás. As marcações
não se alteram.
A
figura 4.20.1 mostra a ficha de objetos.
Figura
4.20.1: Ficha
de objetos
De
forma a exemplificar os recursos dessa ficha suponha-se que quatro marcações
(objetos) foram feitas em uma imagem (uma linha, um retângulo, um
círculo e uma marcação numerada) mostrada pela figura
4.20.2.
Figura
4.20.2: Imagem
com desenhos de quatro objetos.
Quando
se habilita a ficha de objetos, o primeiro objeto aparecerá piscando
sobre a tela. Pode-se então usar os botões disponíveis
nessa ficha para ir para o "Próximo" objeto, voltar para o "Anterior",
"Apagar" esse objeto ou mesmo apagar todos os objetos.
Usando-se,
por exemplo, o botão "Próximo", dependendo da figura, irá
aparecer os dados daquele objeto em destaque. Por exemplo, para os objetos
desenhados na figura 4.20.2 temos uma linha (Figura 4.20.3), um retângulo
(Figura 4.20.4), um círculo (Figura 4.20.5) e uma marcação
numerada (Figura 4.20.6).
Figura
4.20.3: Dados
do objeto Linha;
Figura
4.20.4: Dados
do objeto Retângulo;
Figura
4.20.5: Dados
do objeto Círculo;
Figura
4.20.6: Dados
do objeto Marcador
Com
o uso das teclas "Le" ou "Salva", tem-se acesso respectivamente às
opções de ler um arquivo do disco (Figura 4.20.7) ou salvar
os objetos em um arquivo em disco (Figura 4.20.8). Adotou-se um formato
próprio (Formato SAM) cuja extensão é dada pelas letras
ADR (*.adr). Quando um arquivo é lido do disco, os dados armazenados
na memória são descartados.
Figura
4.20.7: Tela
para leitura de objetos gravados em disco
Figura
4.20.8: Tela
para salvar objetos em disco
Ao
se fazer uso do botão "Apaga TODOS" o programa pede uma confirmação
(Figura 4.20.9) e limpa todos os objetos da memória.
Figura
4.20.9: Confirmação
de apagar todos os objetos
4.21.
USANDO O ESTROBOSCÓPIO DIGITAL
O
estroboscópio digital é uma poderosa ferramenta presente
no SAM 1.3 que permite que se visualize os movimentos congelando-os em
uma única imagem. A figura 4.21.1 mostra a ficha "Estrobo" que dá
acesso a esse recurso.
Figura
4.21.1: Ficha
Estrobo
Para
visualizar um efeito estroboscópico é necessário uma
imagem com um fundo de uma cor relativamente homogênea (uniforme).
Para exemplificar, usamos o vídeo "formigas.avi". Esse vídeo
mostra várias formigas caminhando em diversas direções
sobre um fundo cinza.
O
primeiro passo é usar o cursor do mouse (note que ele mudou, automaticamente,
de uma cruz para uma seta para cima) para escolher o fundo. Para isso posicione
o cursor sobre o fundo e pressione o botão esquerdo do mouse.
Figura
4.21.2: Quadro
de um vídeo a ser processado pelo estroboscópio digital.
Pode-se
observar que os campos "Vermelho", "Verde" e "Azul" são mostrados
os componentes da cor escolhida e mostrada em "Cor de fundo". Ajuste agora
a tolerância, ou seja, qual a porcentagem que essa cor pode variar
(mais escuro ou mais claro). Quanto mais homogênea cor de fundo,
menor será a tolerância.
Devemos
agora informar o quadro inicial e o quadro final para o processo de estroboscopia
e acionar o botão "Estroboscópio".No exemplo, ilustrado pela
figura 4.21.3 o processamento foi realizado do quadro 20 até o quadro
30 com uma tolerância de 25%.
Figura
4.21.3: Processamento
estroboscópico entre os quadros 20 até o 30 com uma
tolerância
de cor de fundo de mais ou menos 25%.
Com
as opções "Incrementar início" e "Incrementar fim"
as posições dadas, respectivamente, por "Início" e
"Fim" são automaticamente incrementadas a cada pressionar do botão
"Estroboscópio". Isso permite uma análise interessante dos
movimentos.
Figura
4.21.4: Processamento
estroboscópico entre os quadros 26 até o 36 com uma tolerância
de cor de
fundo
de mais ou menos 25% e com as opções de incremento automático
habilitadas.
As
próximas figuras ilustram alguns resultados obtidos pelo sistema.
Figura
4.21.5: Vídeo
"parabola.avi".
Figura
4.21.6: Vídeo
"queda.avi".
4.22.
FECHANDO O SAM 1.3
Para
fechar o SAM 1.3 basta escolher a opção "Sair" no menu "Arquivo"
ou dar ALT-F4, ou clicar sobre o botão "Fechar" da janela do programa.
