Abschlusspräsentation am _____________________

Präsentation zum Thema: "Abschlusspräsentation am _____________________"—  Präsentation transkript:

1 Abschlusspräsentation am 20.07.12 _____________________
Projektarbeit im 6. Semester im Studiengang “Bachelor of Engineering“ Georg-Simon-Ohm Hochschule Nürnberg

2 Hardwarekalibrierung Canon Hacker Developer Kit (CHDK)
Idee Hardwarekalibrierung Aufbau und Verifizierung des Rigs Canon Hacker Developer Kit (CHDK) Definition Sprachen & Beispielskripte Simultane Triggerung der Kameras Dateitransfer Fernbedienung/ Auslöser Schaltung Arduino Synchronitätsnachweis Feinkalibrierung (eigene Software) Markererkennung Transformationsmatrix Lineare Interpolation (Alpha Blending) Professionelle Software After Effects Plug-in Twixtor

3 Hardwarekalibrierung Canon Hacker Developer Kit (CHDK)
Idee Hardwarekalibrierung Aufbau und Verifizierung des Rigs Canon Hacker Developer Kit (CHDK) Definition Sprachen & Beispielskripte Simultane Triggerung der Kameras Dateitransfer Fernbedienung/ Auslöser Schaltung Arduino Synchronitätsnachweis Feinkalibrierung (eigene Software) Markererkennung Transformationsmatrix Lineare Interpolation (Alpha Blending) Professionelle Software After Effects Plug-in Twixtor

4 Hardwarekalibrierung Canon Hacker Developer Kit (CHDK)
Idee Hardwarekalibrierung Aufbau und Verifizierung des Rigs Canon Hacker Developer Kit (CHDK) Definition Sprachen & Beispielskripte Simultane Triggerung der Kameras Dateitransfer Fernbedienung/ Auslöser Schaltung Arduino Synchronitätsnachweis Feinkalibrierung (eigene Software) Markererkennung Transformationsmatrix Lineare Interpolation (Alpha Blending) Professionelle Software After Effects Plug-in Twixtor

5 Hardwarekalibrierung Canon Hacker Developer Kit (CHDK)
Idee Hardwarekalibrierung Aufbau und Verifizierung des Rigs Canon Hacker Developer Kit (CHDK) Definition Sprachen & Beispielskripte Simultane Triggerung der Kameras Dateitransfer Fernbedienung/ Auslöser Schaltung Arduino Synchronitätsnachweis Feinkalibrierung (eigene Software) Markererkennung Transformationsmatrix Lineare Interpolation (Alpha Blending) Professionelle Software After Effects Plug-in Twixtor

6 Hardwarekalibrierung Canon Hacker Developer Kit (CHDK)
Idee Hardwarekalibrierung Aufbau und Verifizierung des Rigs Canon Hacker Developer Kit (CHDK) Definition Sprachen & Beispielskripte Simultane Triggerung der Kameras Dateitransfer Fernbedienung/ Auslöser Schaltung Arduino Synchronitätsnachweis Feinkalibrierung (eigene Software) Markererkennung Transformationsmatrix Lineare Interpolation (Alpha Blending) Professionelle Software After Effects Plug-in Twixtor

7 Hardwarekalibrierung Canon Hacker Developer Kit (CHDK)
Idee Hardwarekalibrierung Aufbau und Verifizierung des Rigs Canon Hacker Developer Kit (CHDK) Definition Sprachen & Beispielskripte Simultane Triggerung der Kameras Dateitransfer Fernbedienung/ Auslöser Schaltung Arduino Synchronitätsnachweis Feinkalibrierung (eigene Software) Markererkennung Transformationsmatrix Lineare Interpolation (Alpha Blending) Professionelle Software After Effects Plug-in Twixtor

8 1. Idee Nachbau einer Bullet Time
Kamerafahrt im „zeittoten“ Raum Bekannt durch Filme & Computerspiele (Matrix, Blade, Max Payne u.v.m.)

9 Beispiel für einen geradlinigen
Aufbau der Kameras Beispiel für einen kreisförmigen Aufbau der Kameras

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11 2. Rig – Aufbau und Genauigkeit

12 Aufbau und Genauigkeit

13 Aufbau und Genauigkeit

14 3. CHDK Definition Unabhängiger Firmware-Aufsatz Open-Source-Projekt
Enorme Funktionserweiterung Wichtigste Eigenschaft: Original Firmware bleibt unangetastet

15 3. CHDK Sprachen & Beispielskripte uBasic Lua

16 3. CHDK Sprachen & Beispielskripte Einfaches uBasic Skript:
@title Foto-Intervall @param a Anzahl an Fotos @default a 10 while a>0 shoot a=a-1 wend end

17 3. CHDK Sprachen & Beispielskripte Einfaches Lua Skript
@title Function Test function test () return “Hallo”, “Welt” end v = test() print(v)

18 3. CHDK Simultane Triggerung der Kameras
Automatisiertes Skript auf jeder Kamera USB Verbindungen untereinander Auslösen durch zentrale Fernbedienung

19 . CHDK Bildertransfer Eigentliches Ziel: Automatisierter Bildertransfer Problem: Auslösen und Bildtransfer in einem Skript machbar, jedoch nicht durchführbar Mehrere Kameras über einen USB Port, nicht von PC erkennbar

20 4. Fernbedienung / Auslöser
Wunsch: Simultanes Auslösen und gleichzeitig USB-Übertragung. Ergebnis: Nicht möglich! Entweder oder.

21 Schaltungsaufbau

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24 Arduino-Mikrocontroller
- Open-Source quelloffen Mikrocontroller mit analogen Ein- und Ausgängen Steuerung von interaktiven Objekten Insbesondere für Künstlern, Designern, Bastlern und anderen Interessierten um den Zugang zur Programmierung und zu Mikrocontrollern zu erleichtern Günstig ca. 20 €

25 Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE)
Plattformunabhängige Java-Anwendung IDE von Processing Eingebundene Arduino Libraries Programmierung in C/C++ Ziel: 3-5V Impuls zu übertragen und somit CHDK Script auszulösen

26 Arduino Erweiterungen / Trigger
Optionale Trigger Schallsensor IR Sensor Laser-Schranke Wireless Modul usw..

27 Synchronität Problem:

28 Synchronität Problem: Bildschirm überträgt mit 60Hz
Also nur ca 17ms Genauigkeit

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30 Synchronität Ergebnis
Jeweils 10 Messungen Binär 12 (1ms) Binär 11 (1ms)

31 5. Feinkalibrierung Markererkennung durch Feinkalibrierung (openCV)
RGB HSV transform Filter for -Rot -Gruen -Blau -Gelb Filter Binaer (black/white) erode/dilate (x/y) in Point array Save in Berechnung der MarkerPos -Blob (Momente)

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33 5. Feinkalibrierung Berechnung mit OpenCV durch (getAffineTransform() / getPerspectiveTransform()). Reichlich Mathematik im Hintergrund Ein jeder Punkt wird auf die Punkte eines Referenzbildes transformiert. (x,y) [Matrix] = (x',y') Affine Transformationen (Rotation, Translation, Skalierung, Scherung) Mit Translation 3x3 Matrix.

34 Lineare Interpolation
Technik in der Video- und Bildbearbeitung Überlagerung verschiedener Bilder, bei der Farbinformation und Alphakanal berücksichtigt werden Alphakanal: Maß für die Transparenz Alphawert = 0 => voll transparent Alphawert = 1 => Transparenz 0%

35 6. Professionelle Software
After Effects Film und Animationssoftware im professionellen Bereich Entwickelt von Adobe Sehr umfangreiche Funktionsvielfalt/ Effekte

36 6. Professionelle Software
After Effects After Effects ermöglicht die Kalibrierung der Bilder Diese Kalibrierung durch “Feature Tracking” Rotationstracking mit 2 verschiedenen Features Winkelberechnung und Bildanpassung

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38 6. Professionelle Software
AE – Twixtor Plug-In für After Effects Von RE:Vision entwickelt Professionelle Interpolation/Warping Software Ermöglicht eine hervorragende Slow Motion ohne $ Highspeed Kameras

39 6. Professionelle Software
AE – Twixtor Je weniger Motion und je weniger Hintergrund desto besser das Ergebnis Benötigt eine Minimum fps von 60 fps + Darunter seltsame Warpingeffekte Durch Interpolation (Berechnung von Zwischenbildern) wird eine Kamerafahrt im zeittoten Raum simuliert.

40 6. Professionelle Software
AE – Twixtor: Stand der Dinge Unsere Wahl für die Interpolationssoftware Momentan wenig bessere Möglichkeiten Zwei existierende Videos mit 16fps und 25fps Eine realistische Bullet Time ist mit 8 Kameras, aktuell 2 Kameras, nicht machbar Begrenzung auf statische Objekte

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42

43 Danke für ihre Aufmerksamkeit!