الحوض والغرفة
الكاميرات ومعدل الإطارات ورؤية الحوض كاملًا
الكاميرا أصبر مراقب لديك. امنحها رؤية واضحة.
كل مقياس تُبلغ عنه جيد بقدر جودة الفيديو الذي جاء منه. فالكاميرا التي لا ترى الحوض كله، أو التي تُسقط إطارات، تغيّر طول المسار والسرعة بصمت. إليك كيف تُعدّها لتثق بالأرقام.
أسئلة يطرحها الناس
هل سترى الكاميرا حوضي أو متاهتي كاملة؟
يجب أن تملأ منطقة التتبع كلها صورة الكاميرا تقريبًا. وقبل شراء حوض، تحقق من أن ارتفاع سقفك وعدستك يستوعبانه. وإن لم يكن كذلك، فتواصل مع HVS. وتظل لجنة الأخلاقيات المحلية وشروط الترخيص والطبيب البيطري أصحاب الأولوية دائمًا.
مزيد من التفاصيل
HVS: يجب أن تملأ منطقة التتبع المشهد تقريبًا من أعلى إلى أسفل أو من اليسار إلى اليمين؛ اختبر العدسات أولًا على حامل ثلاثي على المسافة نفسها [HVS]. ويجب أن تكون كل الجوانب ظاهرة [Nunez 2008].
التعمق أكثر
للتوضيح: ترى عدسة 60° عرضًا يقارب 1.15 × ارتفاعها فوق الماء، لذا يحتاج حوض 2 m إلى نحو 1.75 m على الأقل مع هامش.
أين يجب وضع الكاميرا؟
ضع الكاميرا بحيث يملأ الحوض أو المتاهة الصورة تقريبًا. 1) اضبط الارتفاع أو العدسة حتى تملأ الساحة المشهد تقريبًا. 2) أبقِ إعدادات الكاميرا كما هي طوال التجربة. 3) إن لم يتسع الحوض، فتواصل مع HVS عبر زر Support أو صفحة الاتصال.
مزيد من التفاصيل
ضع الكاميرا بحيث تكون منطقة التتبع أكبر ما يمكن، تملأ المشهد تقريبًا من أعلى إلى أسفل أو من اليسار إلى اليمين. ومع HVS Image LabCam، اختبر العدسات بتوجيه الكاميرا نحو جدار على المسافة نفسها لسطح المتاهة. وأبقِ إعدادات الكاميرا ثابتة طوال التجربة. وإن لم يتسع الحوض في الصورة، فتواصل مع HVS عبر زر Support أو صفحة الاتصال.
التعمق أكثر
تغيير إعدادات الكاميرا في منتصف التجربة يكسر الاتساق مع المعايرة، لذا أعِدّ واختبر بمحاولات تجريبية قبل المحاولات الحقيقية.
كيف أختار عدسة وأُعدّ LabCam أو كاميرا من جهة أخرى؟
اختر العدسة التي تُركّز عند مسافة التركيب وتجعل الساحة تملأ الصورة تقريبًا؛ ثم ثبّت إعدادات الكاميرا طوال التجربة. 1) اختبر العدسات على حامل ثلاثي موجّه نحو جدار على المسافة نفسها. 2) لكاميرا الويب، أغلق HVS Image، واستخدم برنامج الكاميرا نفسها للتركيز، ثم أوقف التركيز التلقائي. 3) اضبط مانع الوميض على تردد التيار لديك. 4) دوّن إعداداتك.
مزيد من التفاصيل
مع LabCam، ثبّت الكاميرا على حامل ثلاثي موجّه نحو جدار على المسافة نفسها التي سيكون عليها سطح المتاهة، وجرّب العدسات حتى تُركّز إحداها بشكل صحيح وتملأ منطقة التتبع نافذة المعايرة تقريبًا. وأبقِ إعدادات الكاميرا نفسها طوال التجربة؛ فتغييرها (كتغيير الإضاءة) قد يُبطل البيانات، لذا دوّنها تحسبًا لفصل الكاميرا. ومع كاميرا من جهة أخرى، اخرج من HVS Image أولًا (فبرنامج واحد فقط يمكنه استخدام الكاميرا في وقت واحد)، وافتح برنامج الكاميرا (مثل Logitech: Quick Capture، Video، Controls)، ودع التركيز التلقائي يُركّز على الساحة، ثم ألغِ تحديد التركيز التلقائي كي يثبت؛ وألغِ تحديد ميزتي تتبع الوجه والإضاءة التلقائية؛ ولا تستخدم السطوع والتباين إلا بعد تحسين إضاءة المختبر؛ واجعل مانع الوميض مطابقًا لتردد التيار لديك. وكرر ذلك لكل كاميرا في التتبع ثلاثي الأبعاد.
التعمق أكثر
قد يساعد تركيز ضبابي قليلًا عند تتبع حيوانات داكنة على حقل مفتوح أبيض، لأن الفضلات والذيول تبهت بلون أفتح من الجسم. ومع LabCam ذات الحلقات اليدوية: قِس المسافة من العدسة إلى الأرض، وركّز على جسم بحجم الفأر على تلك المسافة، وشدّ براغي الضبط، وأبقِ حلقة الفتحة مفتوحة. والصورة السوداء مع كاميرا ويب من جهة أخرى سببها كثيرًا برنامجها الخاص الذي يستحوذ على الكاميرا؛ فأغلقه. وإن لم تتسع منطقة التتبع، فتواصل مع HVS.
ما معدل الإطارات الذي أستخدمه للتتبع؟
يكفي 25-30 fps تمامًا لمقاييس المسار وزمن الكمون والمناطق. وأبقِ معدل الإطارات والدقة والإعدادات نفسها لكل حيوان في الدراسة. وتظل لجنة الأخلاقيات المحلية وشروط الترخيص والطبيب البيطري أصحاب الأولوية دائمًا.
مزيد من التفاصيل
يأخذ HVS Image العينات بمعدل يصل إلى 60 Hz وينعّمها إلى موضع واحد لكل 100 ms لمقاييسه [HVS]. وأبقِ إعدادات الكاميرا ثابتة طوال الوقت [HVS]. والتنعيم ضروري لأن ضجيج التتبع يشوّه المسافة والسرعة [Hen 2004].
التعمق أكثر
للتوضيح: عند 20 cm/s، يعني 25 fps مسافة 0.8 cm لكل إطار. ودقة زمن الكمون 40 ms، وهي ضئيلة في محاولات 10-120 s.
لماذا يتغير طول المسار أو السرعة مع معدل الإطارات؟
المعدلات المنخفضة تقطع الزوايا في المنعطفات الحادة (مسار أقصر من اللازم)؛ والمعدلات العالية تضيف ارتعاشًا (مسار أطول من اللازم) ما لم تُنعَّم البيانات. ولهذا ينعّم HVS المواضع إلى 100 ms. وتظل لجنة الأخلاقيات المحلية وشروط الترخيص والطبيب البيطري أصحاب الأولوية دائمًا.
مزيد من التفاصيل
طول المسار هو المسافة المقطوعة، المجموعة بين المواضع المتتبَّعة المتتالية، والسرعة هي تلك المسافة مقسومة على الزمن، فكلاهما يعتمد على عدد مرات أخذ عينات المواضع. فالمعدلات المنخفضة للإطارات تقطع الزوايا في المنعطفات الحادة فتقلل قراءة المسار؛ والعالية تضيف ارتعاشًا موضعيًا فتزيدها. وسمات التتبع حساسة للضجيج وتحتاج إلى تنعيم [Hen 2004]؛ وينعّم HVS إلى 100 ms [HVS].
التعمق أكثر
للتوضيح: محاكاة: أضاف ارتعاش 0.2 cm نحو 1% و7% و44% إلى مسار 100 cm عند 10 و25 و60 Hz دون تنعيم؛ وأعاده التوسيط على 100 ms. ومنعطف نصف قطره 2 cm تُقلَّل قراءته بنحو 16% عند 5 Hz وبأقل من 1% عند 25 Hz.
ما تردد نايكويست ولماذا يهم؟
لالتقاط حركة، يجب أن تأخذ العينات بأسرع من ضعف سرعة حدوثها. وعند 25 fps يكون الحد 12.5 Hz: كافٍ لمسارات المشي والسباحة، لا لحركة الشوارب أو الرعاش. وتظل لجنة الأخلاقيات المحلية وشروط الترخيص والطبيب البيطري أصحاب الأولوية دائمًا.
مزيد من التفاصيل
تردد نايكويست هو نصف معدل أخذ العينات: أسرع حركة يمكن لتسجيل أن يلتقطها، لذا لتسجيل حركة يجب أن تأخذ العينات بأكثر من ضعف ترددها. نظرية أخذ العينات [Nyquist 1928; Shannon 1949]. وحركة الشوارب الاستكشافية 5-15 Hz والنُقرية 15-25 Hz [Berg & Kleinfeld 2003]، فهي تحتاج نظريًا إلى 50 fps على الأقل، وعمليًا إلى فيديو عالي السرعة.
التعمق أكثر
قاعدة عامة: خذ العينات بمعدل 5-10 أضعاف أسرع حركة تهمك. ولا يمكن إزالة التشوّه الطيفي بعد التسجيل. والتنعيم مرشّح تمرير منخفض: فنافذة 100 ms تكبت الحركات عند نحو 10 Hz فأعلى.
الفيديو ينبض أو تظهر فيه أشرطة متحركة. ماذا يحدث؟
أضواؤك تومض بمعدل يتداخل مع معدل إطارات الكاميرا. اضبط إعداد مانع الوميض في الكاميرا على تردد التيار لديك (50 Hz في المملكة المتحدة) واستخدم أضواء خالية من الوميض. وتظل لجنة الأخلاقيات المحلية وشروط الترخيص والطبيب البيطري أصحاب الأولوية دائمًا.
مزيد من التفاصيل
اضبط مانع الوميض على تردد التيار لديك [HVS]. وتعديل تيار LED هو موضوع IEEE 1789 [IEEE 2015]. والمصابيح على تيار 50 Hz تومض بمعدل 100 Hz.
التعمق أكثر
التداخل بين الوميض ومعدل الإطارات تشوّه طيفي زمني [Shannon 1949]. افحص فيديو مسجلًا قبل أن تبدأ.
كم بكسلًا أحتاج لكل سنتيمتر؟
اجعل الساحة تملأ الصورة تقريبًا. ولتتبع النقطة المركزية لفأر أو جرذ، تكفي عادة صورة قياسية بعرض 640 بكسل عبر الحوض. وتجنب الخطوط الدقيقة أو الشبك في المشهد، فقد تسبب تموّج مواريه. وتظل لجنة الأخلاقيات المحلية وشروط الترخيص والطبيب البيطري أصحاب الأولوية دائمًا.
مزيد من التفاصيل
لا يوجد حد أدنى ثابت، لكن كلما غطّت بكسلات الكاميرا كل سنتيمتر من الساحة أكثر، قِيس الموضع والمسار بدقة أكبر. ويجب أن تملأ منطقة التتبع المشهد تقريبًا [HVS]. لذا ضع الكاميرا وكبّر بحيث تملأ منطقة التتبع الصورة تقريبًا، وأبقِ عرض الحيوان عدة بكسلات على الأقل.
التعمق أكثر
للتوضيح: 640 px عبر 130 cm تعادل نحو 4.9 px/cm (2 mm لكل بكسل). ويمتد الفأر على نحو 40-50 px، لكن مخلبًا طوله 5 mm لا يشغل إلا 2-3 px، فلا يُميَّز بموثوقية.
وضع الكاميرا والمعايرة متلازمان؛ راجع معايرة متاهة موريس المائية.
هل لاحظت خطأً، أو تعرف مصدرًا أفضل؟ أخبرنا وسنصححه ونذكر ذلك في صفحة التصحيحات.