2.1 Bewegungen aufzeichnen und auswerten

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Bild 2.2: Bewegungsstudie eines galoppierenden Pferdes (1878)

Die Bewegungsstudie eines galoppierenden Pferdes aus dem Jahr 1878 (Bild 2.2) zeigt die Anfänge von Bewegungsanalysen mit Foto und Film. Mit heutiger Technologie sind solche Bewegungsstudien um ein Vielfaches leichter zu bewerkstelligen.

2.1.1 Film

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Bild 2.3: Tropfender Wasserhahn in Zeitlupe

Um sehr schnelle Bewegungen (zum Beispiel die Ausbreitung eines Blitzes oder einen fallenden Wassertropfen (Bild 2.3)) zu erfassen, gibt es Hochgeschwindigkeitskameras, wie sie für Zeitlupenaufnahmen (engl. slow motion) verwendet werden. So kann man eindeutig erkennen, dass ein fallender Wassertropfen keine Tropfenform, sondern Kugelgestalt hat.

Umgekehrt brauchst du für sehr langsame Bewegungen (zum Beispiel die scheinbare Drehung des Sternenhimmels) eine Zeitrafferaufnahme (engl. time-lapse).

Möchtest du Bewegungen erfassen, um sie auszuwerten (zum Beispiel Abstände Messen etc.), kannst du den Vorgang mit einer Filmkamera aufnehmen und dann die Einzelbilder vergleichen.

Links:

2.1.2 Fotografie

Eine andere Möglichkeit Bewegungen zu erfassen besteht darin, in einem verdunkelten Raum ein bewegtes Objekt mit einer Stroboskop-Lampe zu beleuchten und mit einer Fotokamera mit Langzeitbelichtung aufzunehmen oder Mehrfachbelichtung

Stroboskopaufnahme eines springenden Basketballs image source

Bild 2.4: Stroboskopaufnahme eines springenden Basketballs

Du kannst aber auch die Bilder einer Serienbildaufnahme oder die Einzelbilder eines Films verwenden und sie mit einem Bildbearbeitungsprogramm (wie zum Beispiel GIMP) zu einem Bild zusammenfassen.

Fotomontage Dreisprung von Idowu Phillips (Olympische Sommerspiele 2008) image source

Bild 2.5: Fotomontage Dreisprung von Idowu Phillips (Olympische Sommerspiele 2008)

Links:

2.1.3 Auswertung von Aufnahmen

Für jede Auswertung ist es wichtig, dass man den zeitlichen Abstand der Bilder bei einem Film bzw. die Stroboskop-Frequenz bei einem Foto kennt. Nimmt eine Filmkamera zum Beispiel mit einer Bildrate von 50 Bildern pro Sekunde auf, so ist der zeitliche Abstand aufeinander folgender Bilder jeweils \(t=1/50\;\mathrm{s}=0{,}02\;\mathrm{s}\).

Um auch den Ort eines Punktes in allen Bewegungsphasen richtig messen zu können, brauchst du zunächst auf allen Bildern einen ruhenden Bezugspunkt. Das kann zum Beispiel ein ruhender Gegenstand in jedem Bild sein. Fotografierst du mit einem Stativ, kannst du auch einfach die linke untere Ecke der Bilder nehmen.

Damit du auch die Abstände in den Fotos richtig bestimmen kannst, benötigst du auf allen Einzelbildern ein abgebildetes Lineal oder ein Objekt bekannter Größe.

Links:

  • Tracker, ein Desktop Programm zur Analyse von Bewegungen.