Intervalometrul

Capitolul II

Generalitati

Un limbaj de programare reprezintă [15] o notație formală prin care se specifică anumite operatii ce urmează a fi executate (de catre un calculator). Există, în prezent,un număr impresionant de limbaje de programare definite și implementate. Dintre acestea,doar o mică parte s-au impus și se utilizează pe scară largă pentru scrierea programelor actuale.Un produs software complex este dezvoltat parcurgând în mod tipic urmatorii cinci pasi [15] :

– analiza și specificarea cerințelor,

– proiectarea și specificarea software,

– implementarea,

– validarea,

– întreținerea

Ca cerințe în cazul intervalometrului s-a avut în vedere ca prețul final al dispozitivului să nu-l depașească cu mult pe cel al unui produs similar găsit în comerț,performanțele acestuia să fie similare cu cele fabricate industrial și să corespundă din punct de vedere al fiabilității și al compatibilității cu aparatul de fotografiat Nikon D 3100.

Componenta principală a dispozitivului realizat este placa de dezvoltare Arduino Uno SMD v3[2],care este construită in jurul unui microcontroler bazat pe AT mega 328. Softul cu care funcționează această placă a fost conceput in Java si este ideal pentru aplicații care necesită interacționarea cu alte dispozitive prin intermediul senzorilor,actuatorilor releelor și a altor module de transmitere sau captare a datelor.

Arduino [14] a început ca un proiect studențesc în Italia la Ivrea. În acele momente studenții au folosit un microcontroler Basic Stamp în valoare de 100 de $ considerat scump pentru bugetul unui student. În momentul în care forma finală a fost realizată,studenții și cercetătorii au lucrat pentru a face platforma mai ușoară,mai puțin costisitoare și disponibilă oricui dorește să realizeze dispozitive hardware și software.

Placa Arduino Uno este formată din microcontrolerul AT mega 328 pe 8 biți [http://ro.wikipedia.org/wiki/Atmega328] care este un circuit integrat de înaltă performanță ce se bazează pe un microcontroler RISC, și diverse alte componente complementare care permit încorporarea și programarea unor alte circuite. O particularitate distinctă acestor plăci o constituie dispunerea standard a pinilor de conexiuni ceea ce o face compatibilă cu numeroase alte module care au diverse întrebuințări. Majoritatea modulelor se conectează la placa Arduino prin intermediul unei magistrale seriale 12C ceea ce le permite să funcționeze in paralel dar mai pot comunica și direct prin intermediul unor pini dedicați.

Placa Arduino Uno[http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno] conține un regulator liniar de 5V și un oscilator cu cristale de 16 MHz,iar programarea plăcii se face prin intermediul portului USB cu ajutorul unui adaptor FDTI.

Aplicația pentru Arduino este scrisă in Java fiind foarte simplă ceea ce o face accesibilă și celor care doresc să se inițieze în dezvoltarea de software. Programele sunt scrise in C sau C++ și conțin librării sofware care fac ca operațiile comune de intrare-ieșire să fie mult mai ușoare. Utilizatorul nu trebuie decît să declare [21] doua funcții pentru a face un program ciclic executabil:

– setup(): o funcție ce rulează o dată la începutul programului și care inițializează setările

– loop() : o funcție apelată repetitiv pînă cănd este întreruptă alimentarea plăcii

Microcontrolerul AT mega 328 care stă la baza plăcii de dezvoltare Arduino Uno este [16] un circuit integrat care înglobează in aceeași capsulă un microprocesor,memorii și porturi de interfațare. Clasificarea microcontrolerelor se face în funcție de numărul de biți: 8,16 sau 32 de biți,pentru majoritatea aplicațiilor fiind suficientă utilizarea unui microcontroler pe 8 biți.

Facilitățile microcontrolerelor[16]:

– tensiunea de alimentare-este de 5V standard,dar pentru diverse aplicații s-au realizat și microcontrolere care pot funcționa și la alte nivele de tensiune;

– oscilatorul- are rolul de a furniza comanda de a executa o operație și stabilește frecvența de lucru a microcontrolerului,și poate fi rezistoare+condensator,oscilator cu cuarț sau oscilator cu cristale High Speed;

– timer-are rol în stabilirea duratei de execuție a unei instrucțiuni; pot fi pornite și oprite din program și depind de frecvența oscilatorului;

– Watchdog- are rol în verificarea funcționării programului încarcat în microcontroler,cu alte cuvinte putem spune că Watchdog este un sistem de protecție pentru ca programul încarcat in microcontroler să nu rămână blocat;

– intrare de reset- are rol în repornirea programului din microcontroler,de la adresa 0 din memoria de program;

– sistem de întreruperi-are rol în realizarea unei întreruperi în fucționarea normală a programului,urmată de executarea unui set special de instrucțiuni aflat într-o altă parte a programului, după terminarea executării acestui set special de instrucțiuni microcontrolerul reluând programul de unde a rămas inițial;

– brown-out detector – are rolul de a reseta microcontrolerul în cazul în care tensiunea de alimentare scade sub o valoare prestabilită;

– CAN – este un sistem de conversie a unei mărimi analogice într-una numerică care poate fi procesată de microcontroler;

– comparator analogic – este un circuit care realizeaza comparația între două mărimi analogice;

– porturi de comunicații – portul serial RS232,portul paralel,USB,ZigBee (interfață wireless specială foarte ușor de utilizat),CAN bus (interfață pentru comunicare între mai multe microcontrolere care nu necesită existența unui calculator cu rost de Master).

Aparatul foto Nikon D 3100 (http://www.nikon.ro/ro_RO/product/digital-cameras/slr/consumer/d3100

Aparatul foto Nikon D 3100 este un aparat DSLR (digital single-lens reflex) : aparat foto cu reflexie unică prin obiectiv, principalul atuu al acestui aparat față de alte tipuri este faptul că se pot folosi orice fel de obiective dedicate cum ar fi pentru portret,peisaj,fotoreportaj sau sport. Este un aparat destinat atât amatorilor cât și profesioniștilor fiind foarte ușor de utilizat.

Este dotat cu un senzor CMOS de 14,2 megapixeli care asigura imagini clare și culori intense,deasemenea poate înregistra filme în full HD.

Există posibilitatea vizualizarii și a compunerii imaginii direct pe monitorul LCD de 3 inci și o varietate de scene presetate care pot fi selectate în funcție de scena pe care dorim să o fotografiem. Sistemul de focalizare are 4 moduri și anume: focalizare automata în 11 puncte,focalizare într-un singur punct,focalizare continuă și focalizare manuală.

Stocarea fișierelor se realizează in format NEF (http://www.nikonusa.com/en/Learn-And-Explore/Article/ftlzi4ri/nikon-electronic-format-nef.html (nikon electronic format) echivalentul RAW pentru Photoshop ceea ce face ca fișierele să conțină toate informațiile de imagine captate de senzorul camerei, împreună cu metadatele imaginii (identificarea camerei și setările sale, obiectivul utilizat și alte asemenea informații. După captarea imaginilor, procesarea acestor formate NEF, oferă un control mai mare asupra imaginilor decât prelucrarea unui JPEG. După prelucrarea imaginii aceasta poate fi salvată ca un fișier JPEG, TIFF sau din nou, ca un NEF cu adaos de orice prelucrare. Procesarea unui fișier NEF nu modifică setul de instrucțiuni originale.

Pentru accesoriile atașabile aparatul dispune de o mufă de tip MC-DC 2 așa cum se vede în figura ……………..

Capitolul 1 – Introducere

Intervalometrul este un dispozitiv programabil cu ajutorul căruia aparatul de fotografiat poate capta imagini la intervale de timp egale.

Produsul final obtinut prin fotografierea in secventă se concretizeaza printr-un time lapse care intr-o traducere aproximativă inseamnă comprimarea timpului.Rata de captare a imaginilor este mult mai mică decît rata de vizionare a respectivei scene pe un ecran.De exemplu,o scena în desfasurare poate fi fotografiata în fiecare secunda sau la intervale de timp prestabilite iar apoi redarea se va face la 30 de cadre pe secunda,rezultatul fiind o aparenta creștere a vitezei de 30 de ori.

Subiectele preferate pentru fotografia in time lapse sint cele in care se doreste a se evidenția o miscare lentă și de a-i adauga puțina magie astfel acestea pot fi: răsăritul sau apusul soarelui, dezvoltarea unei flori de-alungul unei zile sau perioade in care inflorește,cresterea unui copac a unei legume sau a unui fruct,evolutia fizionomiei unei persoane de-alungul timpului,inghețarea sau dezghețarea apei sau a unui alt lichid,circulatia norilor pe cer,traficul auto aglomerat din unele intersecții din oras,traficul pietonal din piețe sau din stațiile de tramvai,zborul de doua ore al unui avion,construcția unei cladiri,munca migaloasă a unor artiști care dau naștere unor lucrari de artă,sculpturi,desene,picturi etc.

Datorita efectelor vizuale pe care le pot incorpora,videoclipurile care conțin time lapse se folosesc in compunera unor reclame comerciale,in filme documentare,pentru creearea de efecte comice sau pentru a accelera o mișcare dintr-un documentar care ar fi luat prea mult timp din spațiul de emisie alocat respectivei producții.

Time laps-ul se poate realiza și manual atâta timp cât camera este așezată pe un trepied și este acționata cu un declanșator manual prin fir sau prin unde radio dar prezența unui intervalometru adaugă o precizie mult mai mare in ceea ce priveste intervalul de timp dintre declanșări care poate fi astfel programat in funcție de subiectul pe care dorim să-l abordăm.Astfel se va obtine o succesiune de cadre, toate la același interval de timp ceea ce duce implicit la o mișcare fluenta a subiectului.In funcție de imaginația operatorului si de resursele aflate la dispoziție unele intervalometre se pot conecta la diverse alte dispozitive care au posibilitatea de a roti aparatul foto pe mai multe axe generind astfel efecte spectaculoase.

Astăzi cu tehnologia pe care o avem la dispoziție,realizarea unui time lapse a devenit mult mai simplă dar nu foarte ușoara.Este nevoie de cunoștințe din mai multe domenii,de multa răbdare și de imaginație precum și de aparatură specială in afară de un aparat de fotografiat digital.

Realizarea unui videoclip care conține un time lapse.

Captarea de cadre necesare pentru realizarea unui videoclip poate fi variată în orice masură,de la un cadru pe secundă sau un cadru la citeva secunde pina la o rată de captare normală de 24-30 de cadre pe secundă putând varia pina la un cadru pe zi,un cadru pe săptămâna sau chiar mai mult in funcție de natura subiectului de fotografiat,evoluția acestuia în timp și ceea ce se vrea a se scoate în evidența la final.

Proiecția filmului se face in mod uzual la 24 de cadre pe secundă ceea ce inseamnă că prin fața ochilor trec in fiecare secunda 24 de cadre.Luând în considerare faptul că viteza de filmare si viteza de redare sunt aceeasi, filmul vizionat se desfasoara la viteza normala astfel

Dacă aparatul capteaza imaginile cu o viteza mai mica,imaginile vor fi proiectate tot la 24 de cadre pe secunda de unda rezulta ca imaginile din film vor parea că se miscă cu o viteza mai

mare.

Calcularea vitezei imaginii de pe ecran poate fi aflata prin impartirea vitezei de 24 de cadre pe secundă (viteza normala de proiectie) la viteza cu care au fost captate imaginile

viteza de proiectie

Viteza perceputa = ––––––––––– * Viteza actuala

Viteza de captare

Astfel: la o secventă captată cu o rată de 12 cadre pe secundă,in momentul derularii pe ecran la viteza de 24 de cadre pe secunda,miscarea din cadrul acestei secvențe se va derula de doua ori mai repede prin fața ochilor.

Cerințe de baza pentru un time lapse reușit: ??????????????????

Exista 4 cerințe de care trebuie ținut seama atunci cind se dorește crearea unui time lapse astfel:

1- TREPIEDUL o suprafata solida,nu neaparat dreapta pe care se poate instala trepiedul sau in unele cazuri cind nu dispunem de trepied este suficienta o suprafata stabila pe care sa se poata aseza camera in pozitie de fotografiere.

2- INTERVALOMETRUL : acesta este unul din creierele care contribuie la fotografia de time lapse, unele fiind incluse direct in softurile aparatelor foto, altele ca dispozitive optionale,in final ambele avind acelasi rol de a controla intervalul dintre fotografiile captate.

3- APARATUL DE FOTOGRAFIAT : acesta poate fi de orice tip,de la aparate destinate fotografilor amatori pina la aparate profesionale cu care si rezultatele sint pe masura mai ales daca se urmareste ca rezultatul final sa fie folosit in scop comercial pe ecrane mari sau chiar IMAX.

4- OBIECTIVUL APARATULUI FOTO se urmareste folosirea unui obiectiv de o calitate si luminozitate cit mai buna, fara sa se foloseasca filtre care ar obtura trecerea luminii prin lentila, ar altera culorile initiale si ar mari astfel timpul de expunere.

Pentru fiecare dintre cele 4 cerinte de baza exista inca multe alte cerinte specifice fiecarei etape, de care trebuie sa tinem seama daca dorim ca produsul final sa fie unul de succes .Limitele creativitatii pot fi intinse spre orice limite chiar si la partea tehnica nu doar la partea artistica.

FOTOGRAFIEREA TIME LAPSE IN 4 PASI:

Captarea unei serii de imagini time lapse nu e dificila.Este vorba de citiva pasi simpli de care trebuie tinut seama in alcatuirea videoclipului:

1. Cunoasterea si evaluarea subiectului,crearea unei scene interesante,anticipare a miscarilor subiectului principal.

2.

Determinarea vitezei de captare a imaginilor si de miscare a subiectului, durata videoclipului si a numarului imaginilor care vor fi captate,valorile de captare si programarea intervalului dintre cadrele fotografiate.

3. Setarile camerei in modul manual: sensibilitatea (ISO),viteza obturatorului,diafragma,focalizarea si balansul de alb.

4.

efectuarea unor teste de proba,ajustarile necesare daca este cazul iar la final o ultima verificare a stabilitatii aparatului pe trepied.

In functie de miscarea mai lenta sau mai alerta a subiectului principal din cadrul pe care-l compunem vom alege intervalul de timp dintre cadrele capturate.Daca miscarea este mai alerta cum ar fi trecerea norilor pe cer sau o intersectie aglomerata,intervalul dintre cadre va fi mai scurt evitind astfel la proiectia finala salturile in miscarea pe care dorim sa o evidentiem.Daca din contra,miscarea este mai lenta sau de durata,cum ar fi de pilda constructia unei case sau evolutia unei plante,intervalul de timp dintre capturi se mareste si el proportional.Un tabel cu valori orientative obtinut de-a lungul timpului este descris mai jos:

1 secunda 1-3-5 secunde 15-30-60-120 secunde

intersectie aglomerata nori cu deplasare lenta constructia unui perete

nori cu deplasare rapida rasarit si apus de soare miscarea umbrei

zborul unui avion piata unui oras inflorirea unei plante

Reusita unui videoclip cu time lapse tine de experienta dobindita prin foarte multa practica si teste.