复旦大学物理学系：视频分析软件Tracker入门介绍（PPTX版本）

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居家隔离,回不了学校实验室,如何设计利用身边的小物品+智能手机, 设计一个简单易操作的小实验?如:测定小球和地面之间碰撞的恢复 系数 恢复系数 ·如何通过视频确定小球移 D分离 e 动速度? 接近 方案 如何将视频的帧数和真实 时间进行换算? U1=√2gh1v2=√2gh 方案二 如何将视频中的距离和真 实距离换算? 直接通过视频确定v1,v2 ohone ios13 怎么办? 慢动作模式;帧率:240ps拍摄

居家隔离，回不了学校实验室，如何设计利用身边的小物品+智能手机， 设计一个简单易操作的小实验？ iphone iOS13 慢动作模式；帧率：240fps拍摄 如：测定小球和地面之间碰撞的恢复 系数 恢复系数 𝒆 = 𝒗分离 𝒗接近 = 𝒗𝟐 𝒗𝟏 • 如何通过视频确定小球移 动速度？ • 如何将视频的帧数和真实 时间进行换算？ • 如何将视频中的距离和真 实距离换算？ 方案一 𝒗𝟏 = 𝟐𝒈𝒉𝟏 𝒗𝟐 = 𝟐𝒈𝒉𝟐 方案二 直接通过视频确定𝑣1 ,𝑣2？ 怎么办？ 2

e Tracker ·距离:通过定标尺完 成视频中距离和实际 距离的对应 帧数换算: 240 frames in 1 d ·方案二、方案一都可 以完成 原理:在视频画面中建立坐标系,逐帧自动定位目标物体 r( 输出它在坐标系中的位置,获得位置时间变化关系图 r=r(x,y

• 距离：通过定标尺完 成视频中距离和实际 距离的对应。 • 帧数换算： 240 frames in 1 second • 方案二、方案一都可 以完成 原理：在视频画面中建立坐标系，逐帧自动定位目标物体， 输出它在坐标系中的位置，获得 位置-时间变化关系图 𝒓 = 𝒓(𝑡) 𝒓 = 𝒓(𝑥, 𝑦) 3

What's more? 伽利略斜面实验 r=r(t 测定弹簧劲度系数 研究混沌摆运动轨迹(二维轨迹) 研究抛体运动

• 伽利略斜面实验 • 测定弹簧劲度系数 • 研究混沌摆运动轨迹（二维轨迹） • 研究抛体运动 • …… What’s more? 𝒓 = 𝒓(𝑡) 𝒓 = 𝒓(𝑥, 𝑦) 4

总结: Tracker的主要功能 Tracking:自动/半自动追踪视频中像素点的运动 Modeling:建立质点/矢量等模型和坐标架(可伸缩至实际比例) Data Analysis and Curve Fitting 分析质点(单体、多体)等模型的运动,计算其坐标、速度 加速度等信息,绘制其随时间的变化曲线;可导出数据/直 接进行函数拟合;

的主要功能 Tracking：自动/半自动追踪视频中像素点的运动 Modeling：建立质点/矢量等模型和坐标架（可伸缩至实际比例） Data Analysis and Curve Fitting： 分析质点(单体、多体)等模型的运动，计算其坐标、速度、 加速度等信息，绘制其随时间的变化曲线；可导出数据/直 接进行函数拟合； 总结： 5

Tracker的下载安装 免费、开源hps:www.physlets.org/racker 点击此处下载更新 tRacker Video Analysis and Modeling Tool Over 1 million users in 26 languages. completely free and open souce. Upgrade now to version 5.1.3: Windows os X Linux 32 Linux 64 New to Tracker? Use these Tracker 5.1.3 installers: windows os X Linux 32-bit OsX users: control-click the installer and choose Open from the popup mend rather than double-clicking. Installer Help Change Log Discussion Forum Be sure to check out the improved Tracker Projects. Easy to build and save. Easy to browse in the Library_Browser"recent"tab Windows(XP以上)OSX/ Linux点击此处下载 installer,大小100Mb左右,耐心等待 2018/8/163:01AR文件 Tracker-5.0.6-windows-installer 2018/12/810:56应用程序 otrk 下载完毕,双击 installer(注意:OSX系统要 control+点击“从弹出菜单打开”) 按提示进行安装即可

Tracker的下载安装 免费、开源 https://www.physlets.org/tracker/ Windows(XP以上)/OS X/Linux 点击此处下载installer，大小100Mb左右，耐心等待 下载完毕，双击installer（注意：OS X系统要control+点击“从弹出菜单打开”） 按提示进行安装即可 点击此处下载更新 6

界面简介 可阅读官方帮助 放大、缩 已占用的内存(总额不 文档(快捷键F1) 小视图 够,软件会进行请求) 菜单栏 ② Tracker d x 文件编辑视频轨迹座标系亩口帮助 它日盛睡·+|米创建留 02。么品AA·日c 工具栏 memory in use 视频及轨迹的主要显示区域 选择文件盯开或轨迹新建开始 绘图形式的轨迹资料 这里会显示关于 更新的信息 视频播放器 打开或导入视频和图像进行分 帧数 进度条 附加视图 绘制的曲线、数据表格会在这里显示7

界面简介 菜单栏 工具栏 视频播放器 附加视图 绘制的曲线、数据表格会在这里显示 帧数 进度条 放大、缩 小视图 可阅读官方帮助 文档（快捷键F1） 已占用的内存（总额不 够，软件会进行请求） 这里会显示关于 更新的信息 7

关于拍摄视频尽量使用慢动作拍摄,一定要明确拍摄的帧率( XXX fps) Huawei 000000 尽量把手机用 需白艺术 自拍杆等固定 苦通慢动作可拍摄不限时长的高速视频。 物体运动平面和 超级慢动作支持自动或手动拍摄32X(960 J/秒)超高速定时小视频,明亮环境下拍摄 拍摄平面尽量平行 效果更佳

关于拍摄视频 尽量使用慢动作拍摄，一定要明确拍摄的帧率（XXX fps） Huawei iphone 物体运动平面和 拍摄平面尽量平行 尽量把手机用 自拍杆等固定 8

打开、裁剪视频 可以打开mp4/mow/wmv/av/g等多种格式的视频和动画 点击工具栏的按钮打开本地视频; 文件编辑视频轨迹座标 或点击菜单栏“文件”额建标签页c点击“打开URL”可以打开在线视频 四打开 Carlo 打开URL 视频剪辑设定 最近打开 Frame 起始 步骤大小1 将这个帧率 结束帧9 设置为拍摄 帧率 点击工具栏的圉按钮进行视频裁剪和帧率选择 帧率100 帧时间间隔dt0.100s 确定 取消

打开、裁剪视频 点击工具栏的 按钮打开本地视频； 或点击菜单栏“文件” 点击“打开URL”可以打开在线视频 点击工具栏的 按钮进行视频裁剪和帧率选择 可以打开 mp4/mov/wmv/avi/gif 等多种格式的视频和动画 将这个帧率 设置为拍摄 帧率 9

播放器的使用 裁剪视频的始末位置 区 000100% Display M Frame Settime.DTime Go to d Step 可以选择步长(现在是一步一帧) 可以选择横轴代表帧、时间、步长 跳转到指定时间/帧

播放器的使用 可以选择横轴代表帧、时间、步长 可以选择步长（现在是一步一帧） 跳转到指定时间/帧 裁剪视频的始末位置 10