Regressi MULTIMÉDIA:
numérisation de courbes et diagrammes,
lectures de séquences vidéos ou audios

I Objectifs
II Différentes entrées du logiciel
III Lecture d'une intensité lumineuse
IV Lecture d'une courbe dans un fichier *.BMP ou *.JPEG
V Numérisation d'un fichier *.AVI/ *.MPEG/ *.MOV
VI Numérisation d'un fichier son (*.WAV)

I Objectifs

	Exploiter les possibilités de REGRESSI MULTIMÉDIA (programme Regavi.exe, fourni avec Regressi)
	Numériser une photographie de diffraction, interférences, etc. pour réaliser ensuite une étude de l'intensité lumineuse avec Regressi
	Numériser une courbe choisie sur un dessin ou une photographie pour l'utiliser comme support d'intégration (intégrale curviligne, etc.) ou pour réaliser une étude cinématique
	Numériser la trajectoire d'un point dans une séquence vidéo, pour en faire ensuite une étude cinématique dans Regressi
	Transformer une séquence vidéo (=film) en une image unique de chronophotographie traditionnelle
	Enregistrer un son pour étudier sa courbe d'amplitude temporelle dans Regressi (forme, spectre, etc.).

II Différentes entrées du logiciel

A. Lancement du logiciel

Le module (REGAVI =Regressi multimédia) est automatiquement installé avec le programme d'installation de Regressi, dans le même dossier (=répertoire). Le lancement direct du fichier Regavi.exe se fait par l'icône , ou à partir de Regressi en demandant Fichier/Nouveau/ Regavi.

B. Structure principale

La fenêtre d'accueil du programme propose le choix entre les 4 modules:

III Lecture d'une intensité lumineuse

But: numériser les variations spatiales de l'intensité lumineuse I(x) sur une spectre de diffraction, d'interférences, etc.

A. Réalisation préalable de l'image *.BMP

Celle-ci a pu être réalisée avant de travailler dans Regavi; elle peut aussi l'être en cours de session:

1. Préalablement à l'ouverture de Regavi

Prendre en photographie l'expérience réelle avec un appareil numérique (ou un appareil traditionnel, en passant ensuite au scanner la photo argentique) ou une webcam et sauver au format *.BMP. En prévision des mesures, bien penser à indiquer l'échelle en ajoutant sur la prise de vue une indication de longueur (ex: 2 l.e.d. de distance connue).

La webcam est un peu plus difficile à paramétrer, mais moins coûteuse. On peut consulter à ce sujet avec un grand intérêt le site Web http://pierre.guidicelli.free.fr/webcam/ de Pierre GUIDICELLI qui a réalisé un gros travail de synthèse, très exhaustif, sur le sujet.

2. En cours de session de Regavi

Ouvrir Regavi et choisir le module .

On peut faire des acquisitions d’image à partir de source compatible Twain (webcam, appareil numérique, scanner) en sélectionnant la source à l’aide de

puis en effectuant l’acquisition à l’aide de

. On est ramené ainsi au cas précédent § III A1.

B. Numérisation et prévisualisation dans REGAVI

Elle se fait selon une direction d'axe et une origine choisies, en précisant l'échelle de l'image. Ouvrir si nécessaire le fichier image dans Regavi. Positionner avec le pointeur par cliquer-glisser:

	L'origine
	L'autre poignée d'axe (choisir en général comme direction de numérisation l'axe perpendiculaire aux rayons lumineux et à la fente utilisée)
	Chacune des 2 poignées extrémités d'échelle.

Indiquer l'échelle correspondante dans la ligne de saisie située dans la barre de boutons, à droite.

La partie inférieure de la fenêtre permet une prévisualisation, actualisée au fur et à mesure de l'ajustement de la position de l'axe de numérisation.

C. Exploitation dans Regressi

En fin de numérisation, cliquer sur le bouton pour transférer vers Regressi:

Ä x, et I

On obtient la représentation de l'intensité lumineuse I(x) selon la direction de numérisation choisie dans Regavi: frange centrale, et les 1ères franges latérales:

Charger le fichier Regressi

Choisir "Curseur/ Données" dans la liste déroulante des curseurs de la fenêtre "Graphiques", et cocher seulement "Abscisse" et "Écart": la largeur de la raie centrale apparaît automatiquement en positionnant par cliquer-glisser les 2 curseurs apparus sur le graphique: ici, 26.3 mm.

Choisir "Curseur/ Texte" pour mettre une légende sur le graphique…

**IV Lecture d'une courbe dans un fichier .BMP ou .JPEG**

But: * étude cinématique à partir d'un ou plusieurs points d'une chronophotographie traditionnelle.

* étude géométrique sur une courbe (tracé de route d'une carte routière, etc).

A. Obtention préalable de la chronophotographie

1. Préalablement à l'ouverture de Regavi

On peut la réaliser:

	Soit par photographie en pause d'un mouvement éclairé à intervalle de temps régulier; sauver ensuite au format .BMP et .JPEG.
	Soit sous forme d'une image .BMP à partir d'un film en .AVI du mouvement: le module de numérisation d'un *AVI (voir le§ V.E. "Exportation…) le permet.

On peut ainsi reprendre toutes les anciennes chronophotographies de nos Labos, après les avoir transformées (scanner) en images *.BMP. L'exemple présenté ci-contre et illustré au § B est celui de la chute libre d'une masse d'acier enregistrée par étincellographie 50 Hz sur une bande de papier il y a quelques années…

2. En cours de session de Regavi

Ouvrir Regavi et choisir le module .

On peut faire des acquisitions d’image à partir de source compatible Twain (webcam, appareil numérique, scanner) en sélectionnant la source à l’aide de

puis en effectuant l’acquisition à l’aide de

. On est ramené ainsi au cas précédent § III A1.

B. Numérisation du mouvement: pointage dans Regavi

1. Préparation (repérage, échelle)

Ouvrir le fichier *.bmp avec (on peut choisir éventuellement la chronophotographie de chute libre verticale exposée ci-dessus), ce qui affiche automatiquement la boîte de dialogue de configuration du repérage:

	Choisir le type d'axe voulu
	la variable de référence sera le temps dans le cas d'une chronophotographie (avec "unité"=la période d'éclairage); ce pourrait être une indexation de points le long d'une courbe (pour calculer ensuite une intégrale le long de cette courbe), etc.
	choisir le nombre de points à placer pour chaque valeur du paramètre de référence (par exemple 2 pour un mouvement quelconque translation + rotation), ainsi que la couleur des axes de façon qu'elle ressorte sur le fond de l'image
	valider.

NB: En cas d'erreur ou de mauvais choix avéré, on peut revenir ultérieurement, mais avant le début du pointage, à cette boîte de configuration par clic sur le bouton ; par exemple pour corriger l'échelle d'axe après avoir placé le vecteur unitaire sur le plan de travail.

Choisir la couleur de tracé (pour les croix qui vont résulter du pointage, de façon qu'elles ressortent sur le fond de l'image).

(ici à gauche: image *.bmp= ancienne étincellographie copiée au scanner)

2. Pointage

Choisir le niveau de zoom qui permettra de travailler avec une précision suffisante; il n'est pas nécessaire que toute la zone utile de la chronophotographie apparaisse en même temps à l'écran: le rectangle situé sur l'image de droite, et définissant la position de la zone zoomée, peut être translaté à n'importe quel moment des pointages par cliquer-glisser du pointeur (qui se transforme en main dans cette zone).

	Pointer cliquer les points dans l'ordre chronologique, ou selon les valeurs croissantes de la variable de référence choisie: ils apparaissent au fur et à mesure, avec leur n° d'ordre. Les valeurs correspondantes des variables s'affichent au fur et à mesure dans le tableau à droite (avec les mêmes couleurs que celles choisies pour les points..).
	En cas d'erreur, permet de supprimer un point quelconque en cliquant dessus, et permet d’éliminer le dernier point.

En fin de numérisation, cliquer sur le bouton pour indiquer la fin des mesures, puis sur (il apparaît dès qu'il y a suffisamment de points) pour transférer vers Regressi; ou bien recommencer le pointage après avoir effectué une remise à zéro avec .

C. Transfert et exploitation

Dans l'exemple ci-dessus:

Ä t, et Y1

Dans la fenêtre 'Graphiques' (menu Fenêtre/graphe Variables), clic-D pour choisir 'Coordonnées' dans le menu contextuel, ou clic-G sur l'icône correspondante ; vérifier (ou modifier pour) qu'on ait bien:

	t en abscisses
	Y1 en ordonnées (par exemple à gauche).

On peut déjà observer que l'allure est parabolique. La modélisation va confirmer en fournissant l'accélération du mouvement.

Dans la fenêtre 'Graphiques', clic-D pour choisir 'Modélisation' dans le menu contextuel, ou clic-G sur l'icône correspondante : un volet supplémentaire s'ouvre alors dans la partie gauche de la fenêtre graphique. Saisir dans la zone "Expression du modèle" le type de fonction choisi sous la forme (ici fonction parabolique):

Y₁=0.5*g*t^2+b*t+c

charger le fichier Regressi
(et faire F9 pour accéder à la modélisation)

On obtient une valeur très satisfaisante pour l'accélération de la pesanteur g=9.82 m/s².

On peut utiliser en place de saisie manuelle des modèles prédéfinis (accès par clic-G sur icône ). Demander au logiciel d'ajuster (clic-G sur le bouton "ajuster" ) le modèle à la courbe expérimentale en calculant la valeur des paramètres figurant dans l'équation du modèle. L'ajustement de la courbe modèle aux points expérimentaux se produit seulement si le bouton 'tracé auto' est en position enfoncée.

D. Exercices d'entraînement…

Utiliser par exemple les films *.AVI fournis dans Tépéor pour générer des chronophotographies et les numériser (voir au § VB).

**V Numérisation d'un fichier .AVI/ .MPEG/ *.MOV**

But: réaliser l'étude cinématique d'un objet à partir du film de son mouvement

A. Réalisation du film *.AVI, *.MPEG, ou *.MOV

Filmer le mouvement étudié avec un caméscope ou une webcam:

	avec le caméscope, il faut ensuite disposer d'une carte d'acquisition pour transférer la séquence vidéo sur l'ordinateur. Sauver alors au format *.avi par exemple. Le transfert peut être relativement long (suivant le matériel informatique utilisé), ce qui peut nécessiter de le réaliser avant la séance avec les élèves, ou entre 2 séances.
	la webcam est un peu plus difficile à paramétrer, mais moins coûteuse. On peut consulter à ce sujet avec un grand intérêt le site Web http://pierre.guidicelli.free.fr/webcam/ de Pierre GUIDICELLI qui a réalisé un gros travail de synthèse, très exhaustif, sur le sujet.

NB: en prévision de la détermination de l'échelle par le logiciel, il faut prévoir d'insérer dans la séquence (de préférence dans la 1è image) un objet de longueur connue, et situé dans le plan du mouvement. Il faut évidemment que le plan du mouvement soit perpendiculaire à l'axe de la prise de vue pour conserver l'échelle…

B. Exemples de réalisations de films

Le cédérom de TEPEOR fournit un ensemble de films au format *.avi, illustrant des mouvements rectilignes (accélérés ou non), circulaires, épicycloïdaux, ou de chutes (guidées ou libres).
Sans naviguer dans Tépéor, vous pouvez toujours les charger directement dans Regavi (ou dans le MédiaPlayer de Windows) à partir du dossier TEPEOR\videos_avi du cédérom Regressi-Tépéor.

Pour visionner la vidéo, cliquer sur le lien:
Démarrage de moto 1 Démarrage de moto 2 Service au tennis Coup d'approche au golf Approche au golf (NB: 12.5 images par sec)	Roue de vélo en rotation axe au repos Roue de vélo en translation + rotation Chute libre verticale d'une balle de golf Chute sur plan incliné de balle de tennis Chute verticale d'une balle de tennis

C. Ouverture et visualisation dans REGAVI

Lancer Regavi et choisir le module . Ouvrir le fichier *.avi avec . L'ouverture déclenche automatiquement une 1è lecture de la séquence vidéo. Les boutons "type magnétoscope" permettent ensuite de visionner à nouveau l'ensemble, de faire une pause, etc. Chaque image peut être agrandie par réglage du zoom .

En cas de disparition inopinée(1) de l'image, un clic sur le bouton "Rafraîchir

" permet de la faire réapparaître...(2)

A l'ouverture de l'*.avi, Regavi détecte automatiquement l'intervalle de temps entre 2 images, et l'affiche au-dessus de la barre de boutons: . En cas d'erreur, on peut rectifier manuellement (important pour l'exportation correcte de la variable temporelle lors du pointage dans §C2).

D. Pointage dans REGAVI: numérisation du mouvement

1. Préparation du repérage

Pour connaître des coordonnées, il faut indiquer préalablement au programme une origine, des axes, et une échelle.

Origine: cliquer sur

puis cliquer sur le point choisi comme origine: les axes se déplacent automatiquement à l'endroit choisi

L'échelle est indiquée par pointage des 2 extrémités d'un objet de dimension connue: cliquer sur

, suivre les indications qui apparaissent sous la barre de boutons (à gauche) en cliquant sur les 2 points choisis. La boîte de saisie de la valeur de l'échelle s'ouvre alors automatiquement: remplir et valider.

En cas de besoin, la valeur peut être réajustée ultérieurement directement dans la barre médiane de boutons (à droite du zoom).

2. Pointage des positions successives

	Un clic-G sur le bouton "Mesures " permet de démarrer cette phase, en remettant éventuellement à zéro l'aire de travail si un pointage a été effectué préalablement sur l'image affichée. Le bouton reste enfoncé pendant toute la durée de mesures, les icônes voisines ("Origine", "Échelle") devenant inactives.
	Chaque clic-G sur une image marque un point(3) (sous forme de croix) et fait passer automatiquement à l'image suivante de la séquence; simultanément, les valeurs s'affichent dans un tableau sur le côté

On peut à n'importe quel moment choisir la forme du pointeur dans le menu contextuel obtenu par clic-D

	permet d’éliminer le dernier point.
	Un 2è clic-G sur le bouton "Mesures " permet de terminer celles-ci. Le bouton apparaît en position "sorti".

NB: le bouton apparaît dès qu'il y a suffisamment de points.

E. Exportation éventuelle sous forme de chronophotographie

On peut, indépendamment de ce travail, obtenir une chronophotographie traditionnelle (=une image unique contenant toutes les images superposées) d'une séquence vidéo dans une image bitmap (*.bmp) par clic sur .

	donner un nom au fichier *.BMP
	puis bien laisser défiler toutes les images (pendant que le fichier *.BMP est généré automatiquement).

Cette chronophotographie pourra ensuite être éventuellement numérisée dans le module correspondant de Regavi (voir § correspondant).

F. Transfert vers Regressi et exploitation

En fin d'acquisition, cliquer sur le bouton pour transférer vers Regressi:

Ä t, x1, et y1

Pour étudier la chute libre le plus intéressant et de demander la représentation de y_(t) et de la modéliser.

1. Choix des coordonnées

	t en abscisses
	y₁ en ordonnées (à gauche).

On peut déjà observer que l'allure est parabolique. La modélisation va confirmer en fournissant l'accélération du mouvement.

2. Modélisation

y₁=0.5*a*t^2+b*t+c

charger le fichier Regressi
(et faire F9 pour accéder à la modélisation)

On obtient ainsi des valeurs expérimentales pour les coefficients numériques. On trouve en particulier pour l'accélération du mouvement: a=9.52 m/s², légèrement inférieure à celle de la pesanteur; ce qui pourrait signifier que la balle de tennis n'a pas un mouvement de chute libre (légère résistance de l'air, due à sa forme).

**VI Numérisation d'un fichier son (*.WAV)**

But: visualiser un son (échelle temporelle, fréquentielle, etc…).

Lancer Regavi et choisir le module .

A. Réalisation de l'enregistrement

On peut faire des acquisitions avec un micro branché sur la carte son:

	soit à partir du magnétophone de Windows, puis en ouvrant le fichier son *.wav dans Regavi avec
	soit directement dans Regavi en sélectionnant le mode à l’aide de puis en effectuant l’acquisition à l’aide de et en l’arrêtant à l’aide de .

B. Sélection de l'extrait à exporter vers Regressi

Positionner à l'aide du pointeur (apparition d'un curseur ):

	le début
	la fin

de la zone à extraire.
On peut aussi translater la zone ainsi délimitée (pointeur en forme de main) par cliquer-glisser. La moitié inférieure de la fenêtre logicielle fournit une prévisualisation de la zone choisie (sorte de zoom de coefficient fixe).

C. Transfert vers Regressi et exploitation

En fin d'acquisition, cliquer sur le bouton pour transférer vers Regressi. On peut y visualiser:

le signal temporel dans la fenêtre graphique (clic sur

)

charger le fichier Regressi

le spectre fréquentiel dans le fenêtre "Fourier" (clic sur

On observe la composante principale du signal (fondamental) au voisinage de 800 Hz.

Cliquer ici pour ouvrir la documentation complète de Regressi

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(1) .par moment le Média Player de Windows prend totalement la main sur la zone d'affichage de l'*.avi, et Regavi perd le contrôle de l'image…

(2) .si ça n'est pas le cas, envisager de mettre à jour votre version du Média Player de Windows: les fichiers nécessaires se trouvent sur le cédérom de Regressi; dans certains cas, essayer de changer le nombre de couleurs dans les propriétés de l'affichage (12, 24 ou 32 bits) peut résoudre le problème.

(3) .NB: possibilité de marquer jusqu'à 5 points par image avant que l'*.avi passe à l'image suivante; incrémenter pour cela la liste déroulante au-dessus de l'icône "Ouvrir"