15.2  SOFTWARE PRO ÚPRAVU VIDEOSEKVENCÍ

Některé vizualizační a měřicí metody jsou již vybaveny speciálním jednoúčelovým a rychlým softwarem pro zpracování a vyhodnocování dynamických měření v reálném čase. Pomocí takového software lze ukládat videosekvence s vizualizačním záznamem, lze ukládat vyhodnocená data a někdy lze vytvářet i videosekvence s grafickým vyjádřením výsledků dynamických měření. Jedná se např. o software pro zpracování dynamických měření pomocí metody PIV, viz kap. 3.7, o software pro zpracování dynamických termovizních měření, viz kap. 7.0 (návod k obsluze software Irbis Professional firmy InfraTec [7-5] nalezneme v souboru dokument 1), ale i o software pro rozpoznávání objektů v reálném čase v oblasti počítačového vidění robotů apod. Většina dalších vizualizačních metod takový software zatím postrádá (viz obr. vpravo), a proto je třeba obdobný software teprve vytvořit, nebo pracovat s méně vhodnými dostupnými komerčními produkty pro úpravu videosekvencí. Komerční software by měl mít především možnost střihu videosekvencí a možnost preparace jednotlivých obrázků či posloupnosti vybraných obrázků z videosekvencí. Získané obrázky je pak možné upravovat (zlepšovat jejich kvalitu) a vyhodnocovat (získat z nich žádané informace) pomocí software pro úpravu a vyhodnocování obrazů. Z vyhodnocené posloupnosti obrazů lze nakonec provádět i vyhodnocení celé videosekvence. Vhodný software by měl umožnit také dávkové zpracování celých sérií obrazů, a to např. pomocí makro příkazů. Při vyvíjejících se dějích je třeba vyhodnocovat časové průběhy žádaných fyzikálních veličin, při časově neuspořádaných (chaotických) dějích je třeba vyhodnocovat i časově střední hodnoty žádaných veličin z jednotlivých snímků a u harmonických či periodických dějů lze navíc vyhodnocovat frekvence a amplitudy žádaných veličin.

Pro prezentaci výsledků vizualizačních a měřicích metod je vhodné videosekvence upravit, a to např. pomocí digitálního střihového studia či pomocí software pro tvorbu animací, včetně animací typu *.gif. Pro preparování a ukládání obrázků z videosekvencí můžeme použít digitální střihové studio, ale někdy postačí i různé jednoduché přehrávače videosekvencí, o kterých pojednává tato kapitola. V závěru kapitoly je uveden typický postup při vyhodnocování videosekvencí z interferometrických měření a příklady videosekvencí.

Digitální střihová studia

Software pro digitální střih videosekvencí dokáže upravovat vizualizační záznamy z experimentů do podoby vhodné k prezentaci, jelikož obsahuje také funkce pro titulkování videosekvencí a má i mnoho dalších funkcí. Software však dokáže rovněž preparovat a ukládat vybrané obrázky či série obrázků z videosekvencí pro další zpracování, což je obvykle pro vizualizační a měřicí metody ta nejdůležitější funkce.

Digitální střihová studia se často dodávají spolu s dalšími programy pro grafické práce s digitálními videosekvencemi a s obrazy. Např. firma Adobe dodává balík programů Digital Video Collection, který obsahuje program Adobe Premiere (digitální střihové studio) After Effects (program pro tvorbu pohyblivé grafiky, vizuálních efektů, animaci ve 2D a 3D prostoru apod.) a Photo Shop (program pro úpravu kvality obrazů). Dalším výrobcem software pro práci s videosekvencemi je firma ULEAD, která dodává komplet programů pro editaci videosekvencí, včetně možností animace a úprav kvality obrazů. Efektivním programem pro editaci videosekvencí a pro preparování a ukládání vybraných obrázků a sérií obrázků je také program Main Actor německé firmy Main Concept.

Přehrávače videosekvencí

Pro získání jednotlivých obrázků z videosekvencí lze někdy použít i jednoduché přehrávače videosekvencí. Tyto přehrávače je možné nastavit na vybraný obrázek videosekvence a pak tento obrázek uložit ve vhodném obrazovém formátu na disk. Některé přehrávače umožní přenos aktuálního obrazu z videosekvence jen přes šablonu operačního systému, řada přehrávačů však přenos obrazů vůbec neumožňuje. Mezi vhodné přehrávače lze zařadit TV přehrávač firmy ATI (existuje i Video Editor ATI), přehrávač QuickTime Player firmy Apple Computer, některé přehrávače záznamů pro Windows firmy Microsoft a další.

Animátory GIF

Pro presentaci výsledků vizualizačních měření, včetně presentace na internetu jsou v některých případech vhodné videosekvence ve formátu *.gif. Tento formát sice postrádá zvukový signál, ale umožňuje získat videosekvence v menších počítačových souborech, jelikož lze zcela libovolně měnit čas zobrazení jednotlivých obrázků, a tím i obrazovou frekvenci. Na trhu se lze setkat s Microsoft Gif Animátorem, Ulead GIF Animátorem, s programem Animagic GIF apod.

Postup při vyhodnocování videosekvencí z interferometrických měření

• Výběr časové posloupnosti obrazů.

• Úprava kvality obrazů.

• Vyhodnocení obrazů (vyhodnocení průběhu proužků, interferenčního řádu, primárních, sekundárních, terciálních fyzikálních veličin apod., viz další kapitoly).

• Zpracování časové posloupnosti snímků (u vyvíjejících se dějů či u chaotických, časově neuspořádaných dějů, viz obr. vpravo nahoře).

Příklady videosekvencí

Příklad neupravené videosekvence časově neuspořádaného děje ve formátu *.mpg je uveden v souboru video 1. Jedná se o interferometrický záznam teplotního pole ve vzduchu v okolí dvou vyhřívaných rotujících disků (uprostřed) a jednoho chladného stojícího disku (vpravo) o průměru 200 mm [3-3]. V zorném poli je vidět teplotní pole v dolní části pod horizontální hřídelí. Z interferogramu jsou patrné tloušťky tepelných mezních vrstev na površích vyhřívaných disků a lze sledovat chování interferenčních proužků mezi disky. Interferenční proužky se ve směru od okraje disků k ose nejdříve zhušťují a pak opět roztahují, což ukazuje na vzrůst a pak pokles teploty. V oblasti největšího nárůstu teploty je teplotní pole značně nestabilní. Další informace o tomto výzkumu lze nalézt v příloze P16.

Příklad upravené videosekvence časově neuspořádaného děje ve formátu *.gif je uveden v souboru video 2. Jedná se o interferogram dynamického teplotního pole neizotermního proudu ze štěrbinové vzduchotechnické vyústky s poměrem stran 37:1 [6-12]. Teplota vzduchu v ústí vyústky je o 29 K vyšší než teplota okolního vzduchu a výtoková rychlost je 1,09 m.s^-1. Z videosekvence je zřejmá nestabilita proudu a oblasti turbulence, které se vyskytují nahodile vždy jen v určitých oblastech proudu. Dle teorie je intenzita turbulence větší na okrajích proudu, kde dochází k přisávání vzduchu z okolí do proudu. Videosekvence byla upravena tak, že bylo vybráno několik snímků s časovým krokem jedna minuta. Tento výběr umožní vyhodnocení delšího časového úseku s menším počtem vyhodnocovaných obrazů. Další informace o tomto výzkumu lze nalézt v přílohách P17 a P19.

Příklad upravené videosekvence vyvíjejícího se děje ve formátu *.gif je uveden v souboru video 3. Jedná se o interferometrický výzkum teplotního pole ve zmenšeném modelu místnosti při zátopu otopným tělesem [3-17]. Ze záznamu je zřejmý vývoj teplotního pole, kdy teplejší vzduch se vyskytuje v horní části místnosti a u podlahy je chladný. Videosekvence byla upravena tak, že bylo vybráno jen několik snímků z počátku zátopu. Tento výběr umožní vyhodnocení delšího časového úseku s menším počtem vyhodnocovaných obrazů. U dané videosekvence je využita možnost měnit různě čas zobrazení jednotlivých obrázků. Další informace o tomto výzkumu lze nalézt v příloze P22.