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1、三维运动图像的拍摄测量实验 运动生物力学实验室运动生物力学实验室2008年年2月月2日日1 进进行行三三维维运运动动图图像像的的拍拍摄摄是是获获得得人人体体运运动动技技术术动动作作图图像像的的重重要要手手段段。三三维维运运动动图图像像的的解解析通常要求摄像机是四种摄影测量方法析通常要求摄像机是四种摄影测量方法:平平面面定定点点、定定焦焦距距、固固定定位位置置摄摄影影测测量量；平平面面定定点点、定定焦焦距距、扫扫描描跟跟踪踪摄摄影影测测量量；平平面面定定点点、变变焦焦距距、扫扫描描跟跟踪踪摄摄影影测测量量；平平面面未未知知摄摄影影位位置，变焦距、扫描跟踪摄影测量。置，变焦距、扫描跟踪摄影测量。
2、这里重点讲采用平面定点、定焦距、固定这里重点讲采用平面定点、定焦距、固定位置摄影测量的方法，也是拍摄人体运动技术位置摄影测量的方法，也是拍摄人体运动技术动作图像方法中最为简单易行的一种测量方法。动作图像方法中最为简单易行的一种测量方法。 2实验目的 1 1）学学会会平平面面定定点点、定定焦焦距距、固固定定位位置摄影测量的方法。置摄影测量的方法。2 2）掌掌握握松松下下MD9000MD9000数数码码摄摄像像机机的的调调整和使用方法。整和使用方法。3 3）学会正确应用或放置比例尺（或）学会正确应用或放置比例尺（或摄影框架）。摄影框架）。4） 掌握三维运动图像拍摄现场的布置的掌握三维运动图像拍摄现
3、场的布置的方法。方法。 3实验器材 1) 1) 松下松下MD9000MD9000数码摄像机（一台）数码摄像机（一台）主要性能：主要性能：电视系统：电视系统：625625行，行，5050帧帧/ /秒秒 PAL PAL制式制式 彩色信号。彩色信号。镜镜 头：手动光圈，自动光圈，头：手动光圈，自动光圈，F1.8F1.8，焦焦 距：距：3.1-46.5mm3.1-46.5mm。 拍摄格式：拍摄格式： Mini DV ( Mini DV (用户使用数码视频用户使用数码视频SDSD格式格式) )。数码接口：数码接口：DVDV输入输入/ /输出端子。（输出端子。（IEEE1394IEEE1394，4-pin
4、4-pin）。）。影像传感器：影像传感器：1/41/4英寸英寸CCDCCD图像传感器。图像传感器。快门速度：常速，快门速度：常速，1/50-1/80001/50-1/8000秒。秒。所用磁带：所用磁带：6.35mm6.35mm数码视频磁带。数码视频磁带。S-VideoS-Video端子端子 ：视频输入，视频输出。：视频输入，视频输出。 42 2）摄像机电池（一块）摄像机电池（一块） CGR-D220 CGR-D220 （可使用时间（可使用时间3 3小时小时4545分）。分）。 3 3） 影三脚架（一副）影三脚架（一副） 用于安装固定比例尺框架、摄像机等。用于安装固定比例尺框架、摄像机等。 4
5、4）摄像磁带：）摄像磁带： Mini DV Mini DV录像带（一盘）录像带（一盘） (6.35mm (6.35mm数码视频磁带数码视频磁带) )。5 5）比例尺框架（一付）比例尺框架（一付） 采用爱捷采用爱捷009-D009-D型三维型三维DLTDLT辐射框架。辐射框架。6 6）5050米皮尺（一把）米皮尺（一把） 5实验原理实验原理 从从摄摄像像机机拍拍摄摄的的图图像像上上获获取取被被研研究究的的对对象象相相对对于于某某一一个个坐坐标标系系的的坐坐标标值值，并并把把它它们们换换算算为为实实际际的的尺尺寸寸，为为了了保保证证定定量量分分析析，因因此此必必须须在在拍拍摄摄运运动动图图像像现现
6、场场设设置置比比例例尺尺、同同步步装装置置或或参参考考体体。其其目目的的有有二二：一一是是为为了了确确定定坐坐标标系系的的原原点点；二二是是为为了了从从比比例例尺尺和和图图像像上上换换算算出出实实际际尺尺寸寸的的放放大大倍倍率率。这这就就是是进进行行三三维维运运动动图图像像拍拍摄摄的主要思路。其原理是：的主要思路。其原理是： 如下图所示，如下图所示，N N为比例尺，为比例尺，n n 为摄像机拍摄为摄像机拍摄的图像，的图像，D D为摄像机镜头的焦点到比例尺为摄像机镜头的焦点到比例尺N N的距的距离，离，f f为摄像机镜头的焦距。为摄像机镜头的焦距。 6根据几何光学原理：根据几何光学原理： 由由A
7、OBaob aob 得：得： 或或 。 由由dcdOCA dcdOCA 得：得： ， 即即 。则则 ； 得：得： 。所以，跑道中心处的放大系数所以，跑道中心处的放大系数K为：为： 7 由由此此可可知知，这这种种把把摄摄像像机机固固定定不不动动、固固定定焦焦距距、固固定定距距离离，并并且且使使摄摄像像机机的的主主光光轴轴与与被被测测运运动动物物体体测测试试点点的的运运动动平平面面相相垂垂直直，获获得得成成像像尺尺寸寸的的比比例例系系数数K K。由由此此可可获获得得对对单单幅幅图图像像画画面面进进行行长长度度、面积、角度测量，或者是运动分析等。面积、角度测量，或者是运动分析等。 另另外外，运运动动
8、分分析析中中一一个个很很重重要要的的参参数数就就是是像像点点从从某某一一位位置置到到另另一一位位置置之之间间的的时时间间间间隔隔，而而对对于于没没有有电电子子时时间间标标记记装装置置的的数数码码摄摄像像机机来来说说，两两帧帧之之间间的的时时间间间间隔隔tt就就等等于于摄摄像像机机的的摄摄影影频频率率F F拍拍的倒数，即：的倒数，即： t=1/F t=1/F拍摄频率拍摄频率（HzHz） 。8 对于两帧相连的运动图像中某一测试点来对于两帧相连的运动图像中某一测试点来说，意味着测试点从一点运动到另一点就有了所说，意味着测试点从一点运动到另一点就有了所花费的时间和路程，是不难求出有关运动学参数花费的时
9、间和路程，是不难求出有关运动学参数的。的。 但平面定点、定焦距、固定位置摄影测量，但平面定点、定焦距、固定位置摄影测量，只能测试研究运动过程中某一局部范围，即人体只能测试研究运动过程中某一局部范围，即人体或物体的某一运动周期动作。要想测试研究较大或物体的某一运动周期动作。要想测试研究较大的范围或过程，可考虑平面定点、定焦距、扫描的范围或过程，可考虑平面定点、定焦距、扫描跟踪摄影；平面定点、变焦距、扫描跟踪摄影；跟踪摄影；平面定点、变焦距、扫描跟踪摄影；平面未知摄影位置，变焦距、扫描跟踪摄影的其平面未知摄影位置，变焦距、扫描跟踪摄影的其它摄影测量方法。它摄影测量方法。9 三维运动图像是将两台或两
10、台以上的三维运动图像是将两台或两台以上的摄像机中的运动图像直接线性变换摄像机中的运动图像直接线性变换- -DLT(Direct Linear Transformation)DLT(Direct Linear Transformation)处处理，那就采用理，那就采用DLTDLT方法。方法。 DLT DLT方法的思路是在空间内设置足够多方法的思路是在空间内设置足够多的标定点，事先测定各个点的空间坐标的标定点，事先测定各个点的空间坐标位置，然后用摄影机对这些标定点进行位置，然后用摄影机对这些标定点进行拍摄，并测定这些点在影片上的坐标，拍摄，并测定这些点在影片上的坐标，将上述两方面的数据代入构像方程
11、，就将上述两方面的数据代入构像方程，就可以计算出摄像机的内外方位元素。可以计算出摄像机的内外方位元素。10DLTDLT直接线性变换直接线性变换已已知知DLTDLT系系数数和和坐坐标标的的原原点点，由由两两组组平平面面相相片片的的坐坐标标可可求求出出未知点的实际空间坐标。未知点的实际空间坐标。设各摄影机的影片坐标为：设各摄影机的影片坐标为： X Xi i、Y Yi i , ,代表摄影机数，代表摄影机数， i2, DLTi2, DLT转换系数为转换系数为L L，坐标原点为，坐标原点为P P0 0（X X0 0 、Y Y0 0 Z Z0 0），）， 则由直接线性变换误差方程可得：则由直接线性变换误差
12、方程可得： V Vx xi=-(Li=-(Li1i1+X+Xi iL Li9i9) X+(L) X+(Li2i2+X+Xi iL Li10i10)Y)Y +( L +( Li3i3+ X+ Xi i L Li11i11)Z+( L)Z+( Li4i4+ X+ Xi i)/A)/A V Vy yi=-(Li=-(Li5i5+Y+Yi iL Li9i9) X+(L) X+(Li6i6+Y+Yi iL Li10i10)Y)Y +( L +( Li7i7+ Y+ Yi i L Li11i11)Z+( L)Z+( Li8i8+ Y+ Yi i)/A)/A 把各摄影机的影片数据代入上述两方程求解后，把各摄
13、影机的影片数据代入上述两方程求解后， 再由三维实际相对坐标再由三维实际相对坐标xx、yy、zz，并根据坐标原点（，并根据坐标原点（x x。、。、y y。、。、z z。）平移后得出三维实际绝对坐标。）平移后得出三维实际绝对坐标x x、y y、z :z : x=x x=x。+ x y=y+ x y=y。+ y z=z+ y z=z。+ z+ z11摄像机与摄像机之间的同步摄像机与摄像机之间的同步三维运动图像是由两台或两台以上的摄像机同三维运动图像是由两台或两台以上的摄像机同时从不同的角度拍摄的影像合成的。但由于摄时从不同的角度拍摄的影像合成的。但由于摄像机开启的时间存在先后次序的问题，从而获像机开
14、启的时间存在先后次序的问题，从而获得的影像就会有多少的问题存在，要想在多台得的影像就会有多少的问题存在，要想在多台摄像机拍摄的这些图像帧中找到某时刻、某帧摄像机拍摄的这些图像帧中找到某时刻、某帧同步的图像是相当困难的，为了解决这一问题，同步的图像是相当困难的，为了解决这一问题，就必须考虑多台摄像机拍摄的同步问题。就必须考虑多台摄像机拍摄的同步问题。同步的方法：同步的方法： 外同步外同步 内同步内同步 内时标同步等内时标同步等12预习要求预习要求 1 1）掌掌握握松松下下MD9000MD9000数数码码摄摄像像机机的的调调整整和和使用方法使用方法2 2）了解体育运动中使用摄像机的摄像技巧）了解体
15、育运动中使用摄像机的摄像技巧3 3）熟悉松下）熟悉松下MD9000MD9000数码摄像机的功能数码摄像机的功能4 4）三维运动图像解析中人体运动技术动作）三维运动图像解析中人体运动技术动作的合理安排的合理安排 5 5）掌握三维运动图像拍摄现场布置的方法）掌握三维运动图像拍摄现场布置的方法13实验预备知识实验预备知识 松下松下MD9000数码摄像机的使用方法和调整数码摄像机的使用方法和调整 在在正正式式拍拍摄摄录录制制之之前前，先先熟熟悉悉数数码码摄摄像像机机的的使使用用说说明明书书内内容容，以以便便正正确确理理解解MD9000MD9000数数码码摄摄像像机机的的各各种按键的功能与作用。种按键的
16、功能与作用。由于松下由于松下MD9000MD9000数码摄像机的使用方法、调整和数码摄像机的使用方法、调整和使用技巧较多，下面对数码摄像机调整使用仅局限使用技巧较多，下面对数码摄像机调整使用仅局限在平面定点、定焦距、固定位置摄影测量方法中使在平面定点、定焦距、固定位置摄影测量方法中使用。用。 14安装电池 在在松松下下MD9000MD9000数数码码摄摄像像机机机机身身上上找找到到电电池池座座，用用右右手手将将摄摄像像机机电电池池的的定定位位槽槽朝朝上上，电电极极朝朝下下拿拿起起，将将摄摄像像机机电电池池靠靠着着电电池池座座上上部部插插入入座座中中，直直到到摄摄像像机机电电池池完完全全与与电电
17、池池座座底底部部接接触触，然然后后将将摄摄像像机机电电池池向向电电池池座座的的下下部部滑滑动动，听听到到“喀喀哒哒”声后，说明摄像机电池已经安装到位。声后，说明摄像机电池已经安装到位。起出电池时，先按下电池座内的电池锁起出电池时，先按下电池座内的电池锁定按钮然后将摄像机电池向上推，可取定按钮然后将摄像机电池向上推，可取出电池。出电池。 15安装数码视频磁带 在在松松下下MD9000MD9000数数码码摄摄像像机机机机身身上上找找到到磁磁带带弹弹出出杆杆（/EJECT/EJECT），左左手手扶扶住住数数码码摄摄像像机机，右右手手食食指指按按住住磁磁带带弹弹出出杆杆（/EJECT/EJECT）向向
18、上上拨拨动动，当当“吱吱吱吱”声声和和“咔咔哒哒”声声响响后后，磁磁带带盒盒盖盖自自动动弹弹开开。此此时时拿拿起起录录像像带带，将将录录像像带带传传动动孔孔朝朝着着数数码码摄摄像像机机机机身身，录录像像带带带带口口朝朝下下，轻轻轻轻插插入入磁磁带带盒盒内内，然然后后用用右右手手食食指指按按住住磁磁带带盒盒锁锁定定钮钮，合合上上磁磁带带盒盒盖即可。盖即可。更换录像带时，只要拨动数码摄像机机身上的磁更换录像带时，只要拨动数码摄像机机身上的磁带弹出杆，可打开磁带盒盖，取出录像带更换了。带弹出杆，可打开磁带盒盖，取出录像带更换了。提示：松下提示：松下MD9000MD9000数码摄像机磁带盒盖的开关，不
19、受电源开关的控制；数码摄像机磁带盒盖的开关，不受电源开关的控制；关闭磁带盒盖时，必须按住磁带弹出杆，否则，磁带盒无法合上。关闭磁带盒盖时，必须按住磁带弹出杆，否则，磁带盒无法合上。 16松下松下MD9000MD9000摄摄像机的功用像机的功用17MD9000MD9000数码摄像机的电源开数码摄像机的电源开/ /关使用关使用 用用右右手手向向下下拨拨动动“开开/ /关关”钮钮，使使拨拨动动“开开/ /关关”钮钮的的突突起起指指针针指指向向“ON”“ON”标标记记，此此时时操操作作模模式式指指示示灯灯发发出出红红光光，这这表表明明数数码码摄摄像像机机处处于于待待拍拍摄摄状状态态。只只要要打打开开镜
20、镜头头盖盖，如如果果LCDLCD监监视视器器是是合合上上的的话话，就就会会从从取取景景器器中中看看到到镜镜头头前前的的景景象象了了。当当LCDLCD监监视视器器从从摄摄像像机机机机身身旁旁打打开开时时，取取景景器器电电源源关关闭闭，此此时时就就会会从从LCDLCD监监视视器器上上看看到到镜镜头头前前的的景景象象了了。这这种种设计是为了节省电源设计是为了节省电源。18如如果果按按动动对对变变焦焦杆杆船船形形开开关关的的T T方方向向，则则采采用用近近景景拍拍摄摄，图图像像放放大大；反反之之，按按动动对对变变焦焦杆杆船船形形开关的开关的WW方向，则采用广角拍摄，图像缩小。方向，则采用广角拍摄，图像
21、缩小。同样，用右手向上拨动同样，用右手向上拨动“开开/ /关关”钮，使拨动钮，使拨动“开开/ /关关”钮的突起指针指向钮的突起指针指向“OFF”“OFF”标记，标记，MD9000MD9000数码摄像机的电源关闭。数码摄像机的电源关闭。提提示示；如如果果拍拍摄摄暂暂停停模模式式持持续续时时间间超超过过6分分钟钟，摄摄像像机机电电源源会会自自动动关关闭闭，以以保保护护磁磁带带并并且且节节约约电电源源。如如果果要要从从此此状状态态下下恢恢复复录录制制，需需先先关关闭闭摄摄像像机机电电源源，然然后后再再打打开开电源。电源。 19自动、手动拍摄调整模式的使用自动、手动拍摄调整模式的使用 模式选择开关模式
22、选择开关（AUTO/MANUAL/PROG.AEAUTO/MANUAL/PROG.AE）有有三三种种方方式式：选选择择第第一一种种AUTOAUTO（自自动动）功功能能方方式式时时，摄摄像像机机将将自自动动调调节节焦焦距距和和白白平平衡衡。这这种种操操作作可可对对拍拍摄摄人人体体运运动动技技术术动动作作现现场场图图像像的的监监测测时时有有利利，因因为为在在无无须须调调整整数数码码摄摄像像机机的的同同时时，可可获获得得最最佳佳效效果果的的图图像像，以以便便对对测测量量现现场场布布置进行及时调整。置进行及时调整。选择第二种选择第二种MANUALMANUAL（手动）功能方式时，（手动）功能方式时，可对
23、数码摄像机的白平衡、快门速度、光圈可对数码摄像机的白平衡、快门速度、光圈和焦距进行手动调整。和焦距进行手动调整。 20手动调整白平衡手动调整白平衡 由于对运动中的动体进行拍摄的场景或由于对运动中的动体进行拍摄的场景或光线条件有限，自动白平衡调节模式可光线条件有限，自动白平衡调节模式可能无法实现自然色彩。在这种情况下，能无法实现自然色彩。在这种情况下，可以使用手动调节白平衡。可以使用手动调节白平衡。注意：如果在镜头盖未取下的情况下打开摄像机，可注意：如果在镜头盖未取下的情况下打开摄像机，可能无法正常使用白平衡调节功能。请务必在取下镜头能无法正常使用白平衡调节功能。请务必在取下镜头盖之后再打开摄像
24、机。盖之后再打开摄像机。 21先把模式选择开关（先把模式选择开关（AUTO/MANUAL/PROG.AEAUTO/MANUAL/PROG.AE）置于）置于MANUALMANUAL位置。此时会在位置。此时会在LCDLCD监视器或取景器的右上方出监视器或取景器的右上方出现现MNLMNL指示，在数码摄像机上选择多功能（指示，在数码摄像机上选择多功能（PUSHPUSH）旋钮，）旋钮，此时会在此时会在LCDLCD监视器或取景器上的右上方出现监视器或取景器上的右上方出现AWBAWB指示，指示，转动（转动（PUSHPUSH）旋钮直到出现）旋钮直到出现 指示，按住（指示，按住（PUSHPUSH）旋钮直）旋钮直
25、到出现到出现 指示停止闪烁。然后自动调节，转动（指示停止闪烁。然后自动调节，转动（PUSHPUSH）旋）旋钮直到出现钮直到出现AWBAWB指示为止。指示为止。 22手动调整快门速度手动调整快门速度 把模式选择开关把模式选择开关（AUTO/MANUAL/PROG.AEAUTO/MANUAL/PROG.AE）置于）置于MANUALMANUAL位置。此时会在位置。此时会在LCDLCD监视器或监视器或取景器的右上方出现取景器的右上方出现MNLMNL指示，在数码指示，在数码摄像机上选择多功能（摄像机上选择多功能（PUSHPUSH）旋钮按下，）旋钮按下，直到在直到在LCDLCD监视器或取景器上的右上方监视
26、器或取景器上的右上方出现快门速度指示。转动（出现快门速度指示。转动（PUSHPUSH）旋钮）旋钮来调节快门速度，快门速度调节范围为来调节快门速度，快门速度调节范围为1/501/50、1/1001/100、1/1501/150、1/1801/80001/1801/8000秒。秒。 23手动光圈的调节手动光圈的调节 将模式选择开关（将模式选择开关（AUTO/MANUAL/PROG.AEAUTO/MANUAL/PROG.AE）置于置于MANUALMANUAL位置。此时会在位置。此时会在LCDLCD监视器或取景监视器或取景器的右上方出现器的右上方出现MNLMNL指示。在数码摄像机上选择指示。在数码摄像
27、机上选择多功能（多功能（PUSHPUSH）旋钮按下，直到在）旋钮按下，直到在LCDLCD监视器或监视器或取景器上的右上方出现光圈指示。转动（取景器上的右上方出现光圈指示。转动（PUSHPUSH）旋钮来调节光圈。光圈调节范围为旋钮来调节光圈。光圈调节范围为CLOSECLOSE（关闭）（关闭），F16F16，F2.0F2.0，OPOP（打开）（打开）+0db+0db，OP+18 OP+18 dbdb。 注意：选择的数值越接近注意：选择的数值越接近CLOSECLOSE，影像将变得越暗；选择的，影像将变得越暗；选择的数值越接近数值越接近OP+18 dbOP+18 db，影像将变得越亮。如果此值太大，影
28、像将变得越亮。如果此值太大，影像质量会下降。影像质量会下降。 24手动调节焦距手动调节焦距 在自动调焦不能正常工作的情况下，可以进行手动在自动调焦不能正常工作的情况下，可以进行手动调节焦距。方法是，将模式选择开关调节焦距。方法是，将模式选择开关（AUTO/MANUAL/PROG.AEAUTO/MANUAL/PROG.AE）置于）置于MANUALMANUAL位位置。此时会在置。此时会在LCDLCD监视器或取景器的右上方出现监视器或取景器的右上方出现MNLMNL指示。在数码摄像机上选择调焦按钮指示。在数码摄像机上选择调焦按钮FOCUSFOCUS按下，此时会在按下，此时会在LCDLCD监视器或取景器
29、上的右上方出监视器或取景器上的右上方出现现MFMF指示（手动调焦模式）。然后在数码摄像机指示（手动调焦模式）。然后在数码摄像机上的镜头上找到焦距环，并且旋转它，则可达到调上的镜头上找到焦距环，并且旋转它，则可达到调整焦距的目的。整焦距的目的。注意：在以下情况下不能使用焦距环：出现菜单屏幕时；正注意：在以下情况下不能使用焦距环：出现菜单屏幕时；正在调节白平衡、快门速度或光圈时。在调节白平衡、快门速度或光圈时。 25 拍摄钮的使用拍摄钮的使用 OFF/ONOFF/ON开关设置为开关设置为ONON位置，此时位置，此时CAMERACAMERA指指示灯亮起红光。示灯亮起红光。中的中的 、 、 、 和和
30、五个功能按钮为双重功能键，在模式开五个功能按钮为双重功能键，在模式开关为关为“CAMERACAMERA”时，指示灯亮起红光，时，指示灯亮起红光，相对应的相对应的功能均处于功能均处于“逆光补偿逆光补偿”、“快进搜索快进搜索”、 “ “倒带搜索倒带搜索”、“画面静止画面静止”、“淡变淡变”的录像机的录像机功能；在模式开关为功能；在模式开关为“VCRVCR”时，指示灯亮起绿时，指示灯亮起绿光，光，相对应的功能均处于相对应的功能均处于“播放播放”、“快进快进”、“快退快退”、“暂停暂停”、“停止停止”、的放像机功能。、的放像机功能。 26逆光补偿逆光补偿 ：此功能用于防止拍摄目标在逆光此功能用于防止拍
31、摄目标在逆光环境中拍摄得过于黑暗。按下环境中拍摄得过于黑暗。按下“逆光补偿逆光补偿”按钮，按钮，监视器右上角上出现监视器右上角上出现 闪烁，然后保持显示，闪烁，然后保持显示，此时整个屏幕将变得更亮。如果要恢复正常拍摄，此时整个屏幕将变得更亮。如果要恢复正常拍摄，再次按再次按 （ 逆光补偿）按钮即可逆光补偿）按钮即可。快进搜索快进搜索 ：在拍摄暂停模式中，要查看摄录在拍摄暂停模式中，要查看摄录的现场场景，按下的现场场景，按下“快进搜索快进搜索”钮，可以正向回钮，可以正向回放影像。放影像。倒带搜索倒带搜索 ：在拍摄暂停模式中，要查看摄录在拍摄暂停模式中，要查看摄录的现场场景，按下的现场场景，按下
32、“ “倒带搜索倒带搜索”钮，可以反向回钮，可以反向回放影像。按放影像。按“倒带搜索倒带搜索”钮，可以回放最后几秒钮，可以回放最后几秒钟摄录的场景。检查完毕摄像机将自动恢复拍摄钟摄录的场景。检查完毕摄像机将自动恢复拍摄暂停模式。暂停模式。 画面静止画面静止 ：当按下此按钮时，影像将变成静当按下此按钮时，影像将变成静态图片。再次按此键可取消数码静态图片功能模态图片。再次按此键可取消数码静态图片功能模式。式。 27淡淡变变 ：在在拍拍摄摄暂暂停停模模式式中中，按按住住“淡淡变变”钮钮，影影像像渐渐渐渐淡淡出出，待待影影像像完完全全消消失失后后可可按按拍拍摄摄钮钮拍拍摄摄。在在开开始始拍拍摄摄录录制制
33、后后约约3 3秒秒钟钟，松松开开“淡淡变变”钮钮，影影像像再再次次显显现现。静静态态图图片片不不能能淡淡入入淡淡出。出。拍摄拍摄 ：在摄像机中有录像带的条件下选择：在摄像机中有录像带的条件下选择红色的拍摄开始红色的拍摄开始/ /拍摄停止钮（或者按摄像机拍摄停止钮（或者按摄像机手柄上红色的次级拍摄开始手柄上红色的次级拍摄开始/ /拍摄停止钮），拍摄停止钮），录制开始，此时摄像机的取景器或录制开始，此时摄像机的取景器或LCDLCD监视器监视器的中央上会显示较大的的中央上会显示较大的RECORDRECORD字符，数秒钟字符，数秒钟后它将变小为后它将变小为RECREC并在摄像机的取景器或并在摄像机的取
34、景器或LCDLCD监视器的右上角的位置上显示。这摄像机正处监视器的右上角的位置上显示。这摄像机正处在拍摄图像的过程之中。在拍摄图像的过程之中。 28 暂停拍摄：当摄像机需要停止或暂停拍摄时，暂停拍摄：当摄像机需要停止或暂停拍摄时，可再次按红色的拍摄开始可再次按红色的拍摄开始/ /拍摄停止钮（或拍摄停止钮（或者按摄像机手柄上红色的次级拍摄开始者按摄像机手柄上红色的次级拍摄开始/ /拍拍摄停止钮），拍摄停止。此时摄像机的取景摄停止钮），拍摄停止。此时摄像机的取景器或器或LCDLCD监视器的中央上会显示较大的监视器的中央上会显示较大的PAUSEPAUSE字符，数秒钟后它将变小为字符，数秒钟后它将变小
35、为PAUSEPAUSE并并在摄像机的取景器或在摄像机的取景器或LCDLCD监视器的右上角的监视器的右上角的位置上显示。位置上显示。 29播放钮的使用播放钮的使用 选选择择模模式式按按钮钮（MODEMODE）按按动动一一次次，此此时时在在模模式式按按钮钮旁旁的的VCRVCR指指示示灯灯发发出出绿绿色色光光，这这表表明明数数码码摄摄像像机机的的状状态态由由摄摄像像模模式式转转换换到到了了放放像像机机的的播播放放模模式式。如如果果对对选选择择 “播播放放 ”、“快快进进 ”、“快快退退 ”、“暂暂停停 ”和和“停停止止 ”五五个个功功能能按按钮钮进进行行操操作作，就就可可以以方方便便自自如如的的对对
36、录录像像机机任任意意操操作播放了。作播放了。 结束拍摄结束拍摄 首首先先停停止止拍拍摄摄并并将将摄摄像像机机的的OFF/ON OFF/ON 开开关关置置于于OFFOFF的位置即可关闭数码摄像机的电源了。的位置即可关闭数码摄像机的电源了。 30快门速度的选择快门速度的选择拍拍摄摄动动体体时时主主要要应应考考虑虑动动体体的的速速度度、方方向向及及快快门门速速度度的的选选择择。拍拍摄摄时时要要在在准准确确曝曝光光的的基基础础上上，选选取取恰恰当当的的快快门门速速度度，及及摄摄取清晰的影像。取清晰的影像。拍摄时应注意以下几方面的问题：拍摄时应注意以下几方面的问题：1 1 快快门门速速度度选选取取与与主
37、主体体运运动动速速度度的的关关系系 动动体体行行进进的的速速度度愈愈快，则选取的快门速度愈高；反之，快门速度可降低。快，则选取的快门速度愈高；反之，快门速度可降低。2 2 快快门门速速度度选选取取与与拍拍摄摄距距离离的的关关系系 拍拍摄摄距距离离愈愈远远，选选取取的的快快门门速速度度可可相相对对低低些些；反反之之，距距离离愈愈近近，选选取取的的快快门门速速度度相相应高些。应高些。3 3 快快门门速速度度选选取取与与主主体体运运动动方方向向跟跟镜镜头头摄摄轴轴所所成成夹夹角角的的关关系系 同同样样的的运运动动速速度度，由由于于运运动动方方向向不不同同，快快门门速速度度应应高高些些；成成4545时
38、，快门速度可低一档；成时，快门速度可低一档；成00时，快门速度还再低一档。时，快门速度还再低一档。4 4 快快门门速速度度选选取取与与镜镜头头焦焦距距长长短短的的关关系系 使使用用镜镜头头的的焦焦距距愈愈长，选取的快门速度愈高。焦距长一倍，速度也应提高一倍。长，选取的快门速度愈高。焦距长一倍，速度也应提高一倍。31主体运动速度与快门速度的选择主体运动速度与快门速度的选择对应关系参考表对应关系参考表 拍摄对象拍摄对象 步行步行赛跑赛跑自行车自行车赛马赛马汽车汽车飞机飞机运动速度运动速度 （米（米/ /秒）秒） 2.5 2.5 7.5 7.58 8 16 16 25 25 40 40快门速度快门速
39、度 （秒）（秒）1/501/501/1251/1251/1251/1251/2501/2501/5001/5001/10001/100032比例尺框架比例尺框架 1 1 比例尺框架坐标系说明比例尺框架坐标系说明（1 1） XOYXOY直直角角坐坐标标系系：当当X X轴轴水水平平向向右右时时，Y Y轴轴则则垂直向上。垂直向上。（2 2） XOYXOY平平面面：由由A-13A-13球球中中心心和和D-23D-23球球中中心心的的连连线线与与D-23D-23球球中中心心和和G-33G-33球球中中心心的的连连线线形形成成的的平平面面为为XYXY平面。平面。（3 3） X X轴轴：由由A-13A-13
40、球球中中心心与与D-23D-23球球中中心心的的连连线线代代表表X X轴正向。轴正向。（4 4） Y Y轴轴：由由D-23D-23球球中中心心与与G-33G-33球球中中心心的的连连线线代代表表Y Y轴正向。轴正向。（5 5）坐坐标标原原点点：D-23D-23球球的的中中心心即即为为直直角角坐坐标标系系的的原原点。点。33三维三维DLTDLT辐射型摄影框架架球的物理坐标值为：辐射型摄影框架架球的物理坐标值为：爱捷框架爱捷框架009-D009-D球号球号 X(m) Y(m) Z(m) X(m) Y(m) Z(m) A-13 1.9128 0.0000 0.0000B-12 1.4989 0.47
41、74 0.3631C-11 1.2141 0.8046 0.6079D-23 0.0000 0.0000 0.0000E-22 0.4128 0.4748 0.3616F-21 0.6971 0.8058 0.6084G-33 -0.0055 -0.0274 1.6117H-32 0.4123 0.4664 1.2738I-31 0.6965 0.8015 1.0410J-43 1.9327 -0.0063 1.6205K-42 1.5076 0.4767 1.2789L-41 1.2168 0.8063 1.0432M-53 1.9137 2.2372 1.6163球号球号 X(m) Y(m
42、) Z(m) X(m) Y(m) Z(m) N-52 1.4952 1.7435 1.2758O-51 1.2115 1.4098 1.0420P-63 -0.0130 2.2297 1.6130Q-62 0.4061 1.7424 1.2748R-61 0.6945 1.4078 1.0406S-73 0.0045 2.2200 0.0000T-72 0.4148 1.7393 0.3609U-71 0.6970 1.4085 0.6066V-83 1.9171 2.2112 0.0080W-82 1.5005 1.7339 0.3671X-81 1.2134 1.4049 0.6105Y-
43、00 0.1896 1.1040 0.823534框架坐标系框架坐标系：1 1） 右手系。右手系。 2 2） 原点：即原点：即2323球。球。3 3）轴：即）轴：即2323球指向球指向1313球。球。4 4）轴轴：即即在在由由1313球球、2323球球、7373球球构构成成的的平平面面中中，由由2323球球射射出出的的X X轴垂线。（可近似为轴垂线。（可近似为2323球指向球指向7373球，偏差为球，偏差为0.110.11度。）度。） 5 5）轴：即为由）轴：即为由X X轴、轴、Y Y轴构成的平面的法线方向。轴构成的平面的法线方向。 o oX XY Y35比例尺框架直角坐标系的应用比例尺框架直
44、角坐标系的应用 （1 1） 建立水平平面建立水平平面对对安安装装好好的的比比例例尺尺框框架架进进行行调调整整，使使得得A-13A-13球球中中心心、D-23D-23球球中中心心、S-73S-73球球中中心心和和V-83V-83球球中中心心距距离离地地面面的的高高度度相相等等，由由它它们们球球中中心心之之间间的的连连线线形形成成的的平平面面为为水平平面。水平平面。（2 2） 建立垂直平面建立垂直平面由由A-13A-13球球中中心心和和D-23D-23球球中中心心的的连连线线与与D-23D-23球球中中心心和和G-33G-33球球中中心心的的连连线线形形成成的的平平面面为为XYXY平平面面。即即为
45、为垂垂直平面。直平面。4 4 比例尺框架值架直角坐标的应用比例尺框架值架直角坐标的应用在建立水平面后，从测量中获得处于地面的运动点在建立水平面后，从测量中获得处于地面的运动点的的Y Y坐标值（坐标值（Y Y0 0），高度），高度H=H=点的点的Y Y坐标坐标- Y- Y0 0。 36运动图像的摄影测量现场布置图运动图像的摄影测量现场布置图 37运动图像的摄影测量现场布置图运动图像的摄影测量现场布置图 摄像机摄像机1 1，2 2框架框架38运动图像的摄影测量现场布置图运动图像的摄影测量现场布置图 1234567891011121314KC CALIBRATION CUBE39运动图像的摄影测量现
46、场布置图运动图像的摄影测量现场布置图 发散型框架发散型框架外同步装置外同步装置401 1 机高：机高：2 2 拍摄距离拍摄距离3 3 摄影偏角。摄影偏角。4 4 机位：机位：5 5 镜头与焦距镜头与焦距6 6 取景范围取景范围7 7 拍摄频率拍摄频率8 8 比例尺（或框架）的拍摄比例尺（或框架）的拍摄9 9 坐标系与固定参考点的设置坐标系与固定参考点的设置10 10 现场情况记录表现场情况记录表11 11 比例尺框架的放置比例尺框架的放置 12 12 摄像图像前景和背景的处理摄像图像前景和背景的处理 13 13 画面构图比例要恰当画面构图比例要恰当 14 14 表现突出被测量主体的测量点表现突
47、出被测量主体的测量点 41人体运动技术动作的拍摄步骤人体运动技术动作的拍摄步骤 1 1）布置测试现场）布置测试现场 2 2）数码摄像机的架设和调整）数码摄像机的架设和调整 3 3）规划人体的动作及方向规划人体的动作及方向4 4）记录测试现场的基本数据记录测试现场的基本数据5 5 ）人体动作和比例尺框架的拍摄）人体动作和比例尺框架的拍摄6 6）关机）关机42三维人体运动技术动作图像拍摄测量三维人体运动技术动作图像拍摄测量注意事项注意事项 1 1） 不能使用广角镜头不能使用广角镜头2 2） 不要在拍摄过程中调整、移动摄像机。不要在拍摄过程中调整、移动摄像机。 3 3） 比比例例尺尺框框架架和和动动
48、作作图图像像的的拍拍摄摄应应保保证证摄摄像像机机、现现场场环环境境、条条件件、参参数相同下进行，否则必须重拍。数相同下进行，否则必须重拍。 4 4） 对人要求穿紧身衣裤；关节点处要求作标记。对人要求穿紧身衣裤；关节点处要求作标记。5 5） 注意现场光线，尽量避免逆光拍摄。注意现场光线，尽量避免逆光拍摄。6 6） 合适选择人物与背景、物体与背景的对比度关系。合适选择人物与背景、物体与背景的对比度关系。7 7） 正确选择快门速度和光圈。正确选择快门速度和光圈。8 8） 保证人体技术动作分析的环节与摄像机的主光轴相垂直。保证人体技术动作分析的环节与摄像机的主光轴相垂直。9 9） 不要遗漏地面固定标记
49、点的设置。不要遗漏地面固定标记点的设置。1010） 注意比例尺框架平面与摄影轴垂直放置。注意比例尺框架平面与摄影轴垂直放置。记录被测试者的身高、体重、测试物体的重量和形状尺寸以及测试现记录被测试者的身高、体重、测试物体的重量和形状尺寸以及测试现场的布置位置尺寸图等。场的布置位置尺寸图等。 43 实验报告要求实验报告要求 1 1） 正确掌握操作数码摄像机的方法正确掌握操作数码摄像机的方法2 2） 设设计计和和布布置置人人体体蛙蛙跳跳动动作作三三维维拍拍摄摄现现场场，并完成三维运动图像的拍摄工作。并完成三维运动图像的拍摄工作。3 3）记录三维图像拍摄过程及相关条件。）记录三维图像拍摄过程及相关条件。4 4）规划待要分析的动作技术诸参数。）规划待要分析的动作技术诸参数。5 5）写出实验的心得体会。）写出实验的心得体会。 4445
