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Ballflug eines Tennisballs

CptFoley

Themenersteller
Hey,
ich wurde gerade von einem Freund gebeten ein paar Bilder für seine Mathe Facharbeit zu machen. Dabei benötigt er Fotos von der Flugbahn des Balles wie er aus einer Ballmaschiene in einer Parabel heraus geschossen kommt.
Hier mal ein kurzer Text zur beschreibung den ich bekommen habe:

ok also thema: modellierung eines ballwurfes
so der ball der aus der ballmaschine fliegt, fliegt in einer bestimmten kurve, meine aufgabe ist es jez, die kurve (parabel) zu bestimmen, in dem ich ne bilderserie von dem flug mache...auf den bildern sieht man dann den ballflug, problem könnte werden das ich genau den punkt brauche, wie hoch der ball bei einer meterweiter ist, zb bei 5m is der 1.5m hoch oder, das muss ich dann iwie von den bildern ablesen können...man könnte vl auch ein video machen aber da kennst du dich besser aus was besser oder einfacher ist...
vl kannst du auch noch ein paar bälle mitbringen, ich hab nur 6 aber musst du wissen...wenn der dominik auch noch mitkommen würde wäre das natürlich perfekt...wir sehen uns dann morgen und vielen dank

Schuldigung für die Chatsprache.
Wie würdet ihr das interpretieren?
Und habt ihr vielleicht ein paar Tipps wie ich das am besten aufnehmen könnte?
Morgen gegen 14 Uhr geht es los. Das ganze ist leider sehr kurzfristig deshalb steht mir nur die Ausrüstung in meiner Signatur zur Verfügung. Das ganze wird wohl bei uns im Tennisclub statt finden unter praller Sonne. Ich denke ich sollte einen neutralen Hintergrund suchen.
Hoffentlich könnt ihr mir helfen und ein paar Tipps liefern.
Vielen Dank!

Gruß
Cornelius
Ich hoffe ihr könnt mir ein bissel helfen.
 
CptFoley schrieb:
Hey,
ich wurde gerade von einem Freund gebeten ein paar Bilder für seine Mathe Facharbeit zu machen. Dabei benötigt er Fotos von der Flugbahn des Balles wie er aus einer Ballmaschiene in einer Parabel heraus geschossen kommt.
Hier mal ein kurzer Text zur beschreibung den ich bekommen habe:

ok also thema: modellierung eines ballwurfes
so der ball der aus der ballmaschine fliegt, fliegt in einer bestimmten kurve, meine aufgabe ist es jez, die kurve (parabel) zu bestimmen, in dem ich ne bilderserie von dem flug mache...auf den bildern sieht man dann den ballflug, problem könnte werden das ich genau den punkt brauche, wie hoch der ball bei einer meterweiter ist, zb bei 5m is der 1.5m hoch oder, das muss ich dann iwie von den bildern ablesen können...man könnte vl auch ein video machen aber da kennst du dich besser aus was besser oder einfacher ist...
vl kannst du auch noch ein paar bälle mitbringen, ich hab nur 6 aber musst du wissen...wenn der dominik auch noch mitkommen würde wäre das natürlich perfekt...wir sehen uns dann morgen und vielen dank

Schuldigung für die Chatsprache.
Wie würdet ihr das interpretieren?
Und habt ihr vielleicht ein paar Tipps wie ich das am besten aufnehmen könnte?
Morgen gegen 14 Uhr geht es los. Das ganze ist leider sehr kurzfristig deshalb steht mir nur die Ausrüstung in meiner Signatur zur Verfügung. Das ganze wird wohl bei uns im Tennisclub statt finden unter praller Sonne. Ich denke ich sollte einen neutralen Hintergrund suchen.
Hoffentlich könnt ihr mir helfen und ein paar Tipps liefern.
Vielen Dank!

Gruß
Cornelius
Ich hoffe ihr könnt mir ein bissel helfen.
Zum Vergrößern anklicken....

Am besten geht das denke ich, wenn du die Ballmaschine erstmal ein bisschen ballern lässt. Dann suchst du dir den Ort aus, an dem du durch deinen Sucher die komplette Flugbahn des Balles sehen kannst. Mit Stativ natürlich. Ich weiss nicht wie schnell so ein Ball fliegt, du solltest jedoch eine möglichst kurze Verschlusszeit haben damit die Bilder nicht unscharf werden.
Dann die Serienbildfunktion.

Was noch besser wäre: wenn du n leuchtenden Ball hättest...kein Ahnung ob es sowas gibt. Oder mit UV Farbe anmalen. Dann in eine abgedunkelte Tennishalle, den Ball zum leuchten bringen und etwas länger belichten. So wird die ganze Flugbahn dargestellt. :top: Lg Andy
 
Für Stroboskopblitzen ist es zu hell. Daher mein Tipp: Kamera auf Stativ, fester Standpunkt und feste Kameraeinstellung (Brennweite, Blende, usw. am besten in "M"), viele Fotos schießen und per Ebenentechnik die Flugbahn des Balls herausarbeiten. Auf kurze Belichtungszeiten achten!
 
Hab zwar selber noch nie sowas gemacht, aber ich würde Kamera und Stativ so aufstellen, dass der Sensor der Kamera parallel zur Flugbahn und senkrecht zum Boden liegt. Dann würde ich irgendeine Messlatte nehmen und die ebenfalls parallel zum Sensor und senkrecht zum Boden in die Flugbahn der Bälle stellen. Jetzt ein Foto machen und die Kamera nicht mehr verschieben.
Jetzt ein bisschen Bälle ballern und ordentlich Fotos machen. Mit Hilfe der Messlatte auf dem ersten Foto kannst du dann ungefähr die Höhe der Bälle abschätzen.
Das ganze funktioniert natürlich nur, wenn du die ganze Flugbahn auf dem Bild hast und das Bild die Realität nicht all zu sehr verzerrt.
 
iAndy schrieb:
Am besten geht das denke ich, wenn du die Ballmaschine erstmal ein bisschen ballern lässt. Dann suchst du dir den Ort aus, an dem du durch deinen Sucher die komplette Flugbahn des Balles sehen kannst. Mit Stativ natürlich. Ich weiss nicht wie schnell so ein Ball fliegt, du solltest jedoch eine möglichst kurze Verschlusszeit haben damit die Bilder nicht unscharf werden.
Dann die Serienbildfunktion.

Was noch besser wäre: wenn du n leuchtenden Ball hättest...kein Ahnung ob es sowas gibt. Oder mit UV Farbe anmalen. Dann in eine abgedunkelte Tennishalle, den Ball zum leuchten bringen und etwas länger belichten. So wird die ganze Flugbahn dargestellt. :top: Lg Andy
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Eine Halle steht leider nicht zu verfügung. Und von einem leuchtenden Ball habe ich auch noch nichts gehört, obwohl die Idee ziemlich gut ist.
Dombili schrieb:
Für Stroboskopblitzen ist es zu hell. Daher mein Tipp: Kamera auf Stativ, fester Standpunkt und feste Kameraeinstellung (Brennweite, Blende, usw. am besten in "M"), viele Fotos schießen und per Ebenentechnik die Flugbahn des Balls herausarbeiten. Auf kurze Belichtungszeiten achten!
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An Stroboskopblitzen habe ich auch gedacht, allerdings fehlt mir dazu die Technik, sowie die richtigen Bedinungen. Aber das mit den Ebenen ist ne gute Idee. Dann schieße ich mehrmals den Ball ab und lasse dabei die 3bilder/sek durchrattern und wiederhole das dann immer Zeitversetzt. Dann sollte ich genug Bälle im Bild haben. Vielleicht kann ich auch Sequenzen schießen, obwohl das wohl eher nicht sehr genau sein dürfte und der AF da sicher streikt. Müsste man halt manuell fokusieren.
mr-aston schrieb:
Hab zwar selber noch nie sowas gemacht, aber ich würde Kamera und Stativ so aufstellen, dass der Sensor der Kamera parallel zur Flugbahn und senkrecht zum Boden liegt. Dann würde ich irgendeine Messlatte nehmen und die ebenfalls parallel zum Sensor und senkrecht zum Boden in die Flugbahn der Bälle stellen. Jetzt ein Foto machen und die Kamera nicht mehr verschieben.
Jetzt ein bisschen Bälle ballern und ordentlich Fotos machen. Mit Hilfe der Messlatte auf dem ersten Foto kannst du dann ungefähr die Höhe der Bälle abschätzen.
Das ganze funktioniert natürlich nur, wenn du die ganze Flugbahn auf dem Bild hast und das Bild die Realität nicht all zu sehr verzerrt.
Zum Vergrößern anklicken....
Richtig eine Messlatte ist denke ich von Vorteil.
draconfly schrieb:
man könnte den ball vor irgendeinem regelmäßig gespannten netz als metrischem anhalt fliegen lassen, ggf.
Zum Vergrößern anklicken....

Jo, da findet sich vielleicht was.

Schonmal danke für die Hilfe!
 
auf jeden Fall den homogensten Hintergrund suchen, du hast ja aber auch nur zwei Seiten zur Auswahl! Möglichst großer Abstand = weniger Verzerrung der Aufnahmen = weniger Arbeit.

dann:
  • orthogonale Position zum Mittelpunkt des Primärflugvektor suchen. Schießt die Maschine unter einem bestimmten Winkel 30m weit, so solltest du in der Flugrichtung 15m weit weg sein um die Symmetrie um den Scheitelpunkt zu ergattern.
  • möglichst großer orthogonaler Abstand (= wenig Verzerrung an den Rändern und in der Höhe) zum Mittelpunkt der Flugbahn ...oder eben Weitwinkelobjektiv.... Auf jeden Fall halt irgendwie sodass du halt die gesamte Flugbahn drauf kriegst. Dein Abstand orthogonal zur Flugrichtung sollte möglichst groß sein..
  • Kalibriere deine Aufnahmen, in dem du dir eine Stange von bsp. 2m Höhe suchst. Mit dieser Stange würde ich in 2m Abständen entlang der Schusslinie der Maschine gehen und Fotos machen. So kannst du die Verzerrung der Aufnahmen und den resultierenden Fehler rausrechnen
  • Mache Testaufnahmen!! Stell den Fokus einmal ein und schalte auf manuell, sodass sich der Fokuspunkt nicht ändert. Kleine Blende = Hohe Blendenzahl, sodass auch am Anfang und Ende der Flugbahn ein scharfer Ball zu sehen ist. Dazu muss natürlich auch der shutterspeed stimmen. --> Dreh das ISO hoch = shutterzeit runter. Schöne Bilder sind irrelevant, gutes Auslesen ist wichtig.
  • mach auf jeden Fall ein paar hundert Aufnahmen, sodass du zum Schluss Bälle in allen möglichen Positionen hast. Wenn die Serienbildfunktion schnell genug ist mindestens immer 2 Aufnahmen pro Ball zu ergattern, nutze sie
  • Achte sehr darauf, dass du nicht immer nur die selben Positionen der Bälle fotografierst, du solltest also bewusst versuchen die gesamte Flugstrecke abzudecken!
  • im Photoshop anhand deiner Kalibrations-Bilder ein Auslese-grid erstellen. Dies ist der wichtigste Teil der Auswertung!! Ein XY Gitter welches es dir erlaubt schnell und exakt x und y (=höhe) Position auszulesen, diese grid dann immer schnell auf ein Bild kopieren, ablesen und schließen. Beachte, dass die Höhe sowie die X-Achse nach rechts und links mit dem tangens von x gestaucht sind! Kannst auch deine Originalbilder in einen Ordner kopieren un dper Photoshop Aktion das draufkopieren dieser Ablese-maske automatisieren und dann einfach alle Bilder öffnen
  • Die in einer Tabelle eingetragenen XY Daten in einem Scatter-Chart darstellen und eine Parabel fitten. Maple, Mathematica oder sowas hast du?
  • Das geht unter umständen schlecht, da der Tennisball bestimmt bedeutend langsamer wird, von daher nen ballistischen Korrekturterm in den fit aufnehmen und nochmal fitten... :)
  • den Lehrer mit ein paar schönen Bildern und Fits beeindrucken :)

bei Fragen bin ich gerne behilflich...

Gruß
Randfee=Physiker
 
Zuletzt bearbeitet:
flatbrain schrieb:
Wie wäre es mit Einzelbildern einer Videoaufnahme?
Zum Vergrößern anklicken....

Gute Idee, ist aber schwierig.

  1. Hat er ein WeitwinkelObjektiv für eine Videocam?
  2. Kann man den Shutterspeed der Videocam auf eine Hundertstel oder weniger einstellen? Bsp. 1/30s. Tennisball mit 80km/h= 22m/s mal 1/30s shutter = 0.7m, das ist viel zu unscharf!
  3. Auflösung gering. Eine HD-Kamera wäre ok, aber eine PAL/NTSC Kamera sehe ich für diesen Zweck als ungeeignet an. Wir wollen doch ordentliche Messwerte!!

Klarer Vorteil von Video:
Einzelne Flugbahnen können gänzlich gesampelt werden. Ich muss schon sagen, dass das sicherlich gut wäre, zumindest als Kontrolle. Wenn also eine Videokamera da ist würde ich probieren auch damit ein paar Aufnahmen zu machen. Der Gedanke der Kontrolldaten für einzelne Flugbahnen ist klar: Wie sehr schwankt die Austrittsgeschwindigkeit der Maschine und wie groß ist der Streukreis, überdies: Wie stark ist der Wind....
 
@randfee
Vielen Dank für die wirklich guten Tipps. Ich werde mir sie aber noch ein paar mal durchlesen, den alles habe ich noch nicht verstanden.:ugly:

Achja, eine Videokamera steht nicht zur verfügung.

Gruß
Cornelius
 
Bei mehreren fotografierten Bällen ( und anschließend überlagerten Fotos ) stellt sich aber die Frage, wie genau die Wurfmaschine die Bälle rausfeuert.
Mein Vorschlag wäre ein Stroboskop-Blitz. Z.B. kann man viele Metz Blitze mit einer Frequenz von bis zu 30 Hz bei maximal 20 Blitzen blitzen lassen. Bei 80 km/h braucht der Ball ca. 1 Sekunde bis zur "Landung", da könntest du mit einer Frequenz von 20 Hz die Flugbahn in 20 Einzelpunkte zerlegen, das müsste für eine schöne Kurve ausreichen. Ein Stroboskop hätte auch den Vorteil, daß die zeitliche Kalibrierung auch noch gegeben ist.
Am besten Nachts auf ein freies Feld gehen, damit kein Hintergrund stört und du auch lange belichten kannst. Ansonsten hat randfee schon alles geschrieben, was zu beachten ist.


Gruß Manfred
 
falls blitzen/strobo eine option ist, so ist dies natürlich zu bevorzugen, ich ging davon aus, dass er mitten am Tag auf einem Tennisplatz messen will/muss :)

blitzen geht natürlich nur nachts und/oder in einer dunklen Halle!
 
Handandiestirnklatsch!
Hatte ich überlesen, daß das Ganze am Tag stattfinden soll, da wirds mit Blitzen und Langzeitbelichtung ein wenig schwierig :-(
 
Das mit dem Stroboskop geht nicht. Ich habe keins und in den nächsten drei Stunden werde ich mir sicher kein Metz oder dergleichen kaufen können. Das ganze findet jetzt am Tag statt - 14 Uhr unter praller Sonne.
Leuchtende Bälle stehen mir auch nicht zur verfügung.
Ich werde es wohl so machen wie randfee das gesagt hat. Nur weiß ich noch nicht genau wie ich so ein gatter in PS einrichten kann.

Gruß
Cornelius
 
Sooo, das ganze hat dank der Ballmaschine heute erstmal nicht geklappt. :lol:
Ich habe aber jetzt mal allen die Stroboskop sache schmackhaft gemacht. da bräuchte man dann auch keine Ballmaschine. Nun die Frage welches Stroboskop könnt ihr mir empfehlen?
Preislich denke ich sollte es nicht mehr als 20€ kosten.
Das habe ich mir dazu schonmal durchgelesen und die Ergebnisse sehen ja ganz ok aus.
http://tartanrocker.de/stroboskopfotografie-leichtathletik/

Gruß
Cornelius

Ps: Hier paar Blitze. http://shop.ebay.de/items/_W0QQ_nkwZstroboskopQQ_armrsZ1QQ_fromZR40QQ_mdoZ
 
Zuletzt bearbeitet:
Und wenn sowas nicht vorhanden ist und man und die Maschine einfach zu reinigen ist, dann nimmt man einen normalen Ball und schneidet ein paar Knicklichter auf, den Rest kann man sich denken ;)

Nur aufs Glas in den Lichtern aufpassen.
 
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