50 imatges/s amb equipament de baix cost

L’eina que més m’agrada de la biomecànica esportiva -disciplina de la que en soc professor a la FPCEE Blanquerna, URL– és la mesura d’events amb vídeo. Si volem usar la càmara de vídeo per a cronometrar un moviment esportiu o per a comparar mesures temporals amb mesures espacials i calcular així velocitats lineals, angulars, acceleracions… necessitem d’una bona precisió, que en les dimensions espacials es tradueix en la resolució i en tractar de que l’enquadrament sigui bo (que no es vegi massa petit l’esportista), i en la dimensió temporal, en canvi, es tradueix en una elevada freqüència, o sigui, en que es vegin com més imatges diferents per segon, millor.

Les càmeres de vídeo tradicionals filmen a 25 fotogrames per segon, el que sembla que vol dir que en un segon es mostren 25 imatges diferents (freqüència de 25 Hertzs) i en que entre una imatge i la següent passen 0,04 segons. Malauradament, els moviments esportius són massa ràpids com per a que puguin ser analitzats amb una freqüència com la que he exposat.

Als meus inicis com a biomecànic a l’INEFC de Lleida, vaig aprendre que un fotograma estava format per dos camps diferents i que cadascun d’aquests contenia la meitat de la imatge que es volia mostrar d’una forma ben particular. El primer camp contenia les línies senars, mentre que el segon les parells, però el que sorprèn més a primera vista és que el primer i el segon es refereixen a dos moments temporals diferents. Així cada segon es mostren 25 fotogrames que es troben formats per 50 camps, i que encara que només continguin la meitat de línies de la pantalla, poden ser una manera de mesurar amb el doble de freqüència que la calculada anteriorment. No heu pensat mai per què ballava tant la imatge quan feiem una pausa? doncs és perque el vídeo tractava de composar una imatge amb línies de imatges de moments temporals diferents. Si us ha costat d’entendre la meva explicació, imagineu-vos l’esforç que han de fer els meus alumnes a classe a diari

Recordo com en el món analògic podíem, mitjançant els vídeos Panasonic -i és una característica de tots els seus models-, fer pauses de camp a camp, de manera que podíem treballar amb les somiades 50 imatges/s i sense necessitar un instrumental excessivament car. El que em preocupava feia més de dos anys era que no trobava la manera de fer el mateix en el món digital, pensava que el format DV no respectava aquesta estructura de fotogrames i camps, i que per tant, al·ludint a la informació que es mostra a les pàgines webs dels diferents models de càmeres, seria impossible treballar amb les 50 imatges.

“Pues va a ser que no!” Després dels consells d’en Alberto Fogeda i lluitant amb el servei d’audiovisuals es va aconseguir finalment que via l’opció de gravar a meitat de velocitat amb Adobe Premiere, o de gravar a meitat de velocitat i amb mode VTR amb el Avid, es fabriquessin les 50 imatges. No era més que pitjar un botó, però calia saber quin, i sobretot, estar convençut de que era possible, provar-ho. Moltes coses em van venir al cap en aquell moment, entre elles destaco:

• els treballs d’alumnes en que era difícil comprovar les hipòtesis perquè la velocitat de filmació era baixa,
• les vegades que havia pujat els 4 pisos que em separen del servei d’audiovisuals per a sentir una explicació que no em convencia, i sobretot,
• la cita: “Ho van aconseguir per què no sabien que era impossible” que alguns atribueixen a Jean Cocteau, tot i que a Internet prima que és anònima.

Per a la comprovació de la velocitat final de la càmera, es va procedir a deixar caure una pilota des de 2 metres filmant tot el recorregut. El temps de vol de la pilota és 0,63887s si acceptem la gravetat com a 9,81m/s^2 , i havia de ser mostrada en 32 imatges a 50Hz, i així va ser (amb 25Hz haguessin estat 16 imatges).
Tot i que alguns laboratoris de biomecànica disposen de càmeres de 150-200Hz i es comença a sentir a parlar de 1000Hz, amb aquest petit hack es pot treballar a l’àmbit esportiu amb eines de baix cost, aspecte que és apreciat per entrenadors, alumnes universitaris, practicants, i laboratoris d’anàlisi de moviment de baix cost o que vulguin una instrumentació per a treballar fora del laboratori.

Alguns enllaços:

• “Exploración entrelazada” a la Viquipèdia.
• Exploración Progresiva es destaca la part: “Exploración entrelazada” que es refereix al que s’ha comentat de fotogrames i camps.
• Cinelerra: programari lliure per a edició professional de vídeo. Caldrà experimentar ben aviat el que s’ha fet amb Premiere i Avid però amb el Cinelerra per a que el que s’ha explicat estigui realment a l’abast de tothom.
• Exemple d’estudi biomecànic amb 50 imatges/s: Efecto de un trabajo de aprendizaje del ciclo estiramiento – acortamiento sobre la capacidad de salto en voleibol