Muybridge:

• Technik: - viele Kameras nebeneinander

• Kameras wurden beim vorbeilaufen automatisch ausgelöst

• Erfindung: Zoopraxiskop : Gerät, das schnelle Bild Folgen zeigt (Vorläufer des Films)

Marey:

• Ziel: exakte wissenschaftliche Analyse von Bewegung

• Technik: Chronofotografie - Mehrere Phasen einer Bewegung auf einer einzigen Fotoplatte

• Bedeutung: erforschte genaue Bewegungsabläufe

• beschäftigt sich mit der Beschreibung von Bewegungen

  • Ohne dabei zu untersuchen, warum diese Bewegungen entstehen

  • Ohne Kräfte oder Momente zu betrachten

• Beispielsweise:

• wie bewegt sich ein Objekt?

• , Mit welcher Geschwindigkeit?

• Wie ändert sich die Geschwindigkeit? (Beschleunigung)?

• Dreht sich das Objekt? Wie schnell?

• Kräfte beispielsweise Bodenreaktionskräfte und Momente (Drehkräfte)

  • Gehören zu Dynamik

• Welche Kräfte oder Drehmoment Härte sind nötig, damit eine bestimmte Bewegung entsteht

→ Messung von Kräften, z. B. Muskelkraft.

• Wird häufig in der Sportwissenschaft, Reha oder Ergonomie eingesetzt.

• Typisches Gerät: Handdynamometer, mit dem man die Griffkraft misst

• Elektromyografie (EMG) ist ein Verfahren zur Messung der elektrischen Aktivität in Muskeln.

🔍 Einfach erklärt:

Wenn ein Muskel arbeitet (z. B. beim Beugen des Arms), sendet das Nervensystem elektrische Signale an den Muskel. Diese Signale kann man mit der Elektromyografie messen.

🧪 Was misst EMG?

• Ob ein Muskel aktiv ist

• Wie stark er aktiviert ist

• Wann genau er arbeitet (zeitlicher Verlauf)

🧩 Modellierung

• Bedeutet: Erstellen eines vereinfachten mathematischen Abbilds des Körpers (z. B. Knochen = starre Körper, Gelenke = Drehpunkte).

• Ziel: Bewegungen verständlich und berechenbar machen.

💻 Simulation

• Bedeutet: Durchspielen des Modells am Computer.

• Zeigt, wie sich z. B. Kräfte, Gelenkwinkel oder Muskelbelastungen im Verlauf der Bewegung verhalten.

• Nützlich z. B. bei Verletzungen, Therapieplanung oder Sportoptimierung

➢ Analyse von Bewegungsabläufen im Sport

➢ Bestimmung von Belastungen/Beanspruchungen des Bewegungsapparats

➢ Entwicklung und Optimierung von Orthesen und Prothesen

➢ Ergonomie (Optimierung von Arbeitsplätzen und –abläufen

- Bewegung:

• Ortsveränderung von Körpern in der Zeit

  -Analyse:

  • Zerlegen, vergleichen

• zur direkten oder indirekten Ermittlung der Weg-Zeit-Verläufe von Ortsmerkmalen ausgewählter Körperpunkte, sowie der daraus ableitbare Größengeschwindigkeit und Beschleunigung

Zu Bedenken:

− 2D- vs. 3D-Bewegungserfassung

− Bildkalibration

− Räumliches Auflösungsvermögen

− Zeitliches Auflösungsvermögen

− Bewegungsunschärfe (Shutter?)

− Gewinnung von Bildpunkten (manuell oder automatisch? Nutzung von Markern?)

• Bewegung muss weitgehend in einer Ebene stattfinden

• Aufnahme mit einer einzigen Kamera

• Optische Achse senkrecht zur Bewegung

• Einfache Bildkalibration mit e benem Koordinatensystem

• Bildkoordinaten:

  • Sind Positionen auf dem Bild oder Video

  • Werden in Pixeln angegeben (zum Beispiel Pixel, X = 400, Y = 300)

  • Abhängig von der Kamera Einstellungen( Bildausschnitt, Perspektive)

• Ortskoordinaten:

  • Beschreiben die tatsächliche Position in der realen Welt

  • Werden in Meter oder anderen echten Maßeinheiten angegeben

  • Müssen durch eine Kalibrierung (zum Beispiel Maßstab im Bild) aus dem Bildkoordinaten berechnet werden

• Kalibrierungsfehler:

  • Maßstab falsch gewählt oder ungenau gemessen.

• Perspektivische Verzerrung:

  • Kamera ist schief oder nicht exakt zur Bewegung ausgerichtet.

• Auflösung des Videos:

  • Zu wenige Pixel → ungenaue Messungen.

• Bewegungsunschärfe:

  • Bei schneller Bewegung verwischt das Bild → schwerer zu messen.

• Markerfehler:

  • Wenn man Marker (z.B. Punkte auf Gelenken) verwendet: sie können verrutschen oder verdeckt werden.

• Zeitliche Auflösung:

  • Wenn die Kamera zu wenige Bilder pro Sekunde aufnimmt (niedrige Frame Rate), fehlen Details der Bewegung

1. Ortsverlauf → Geschwindigkeit

• Beispiel: Ein Auto fährt 10 Meter weit in 2 Sekunden.

• → Geschwindigkeit = zurückgelegter Weg / Zeit = 10 m / 2 s = 5 m/s.

2. Geschwindigkeit → Beschleunigung

• Beispiel: Das Auto erhöht seine Geschwindigkeit von 5 m/s auf 15 m/s in 5 Sekunden.

• → Beschleunigung = (Endgeschwindigkeit – Anfangsgeschwindigkeit) / Zeit = (15 m/s – 5 m/s) / 5 s = 2 m/s².