SOFTWARE DE EXECUÇÃO DE VÍDEOS AVI E CAPTURA DE FRAMES. Palavras-chave: Cuba de Ondas; Física; Aprendizagem de Física; Simulação; Experiências.

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1 SOFTWARE DE EXECUÇÃO DE VÍDEOS AVI E CAPTURA DE FRAMES Rafael César Marcolino 1 (bolsista do PIC, Graduação); Alfredo Vinicius Soares da Silva 1 (bolsista do PIC, Graduação); Vinícius Fernandes Castro 1 (bolsista do PIC, Graduação); Ana Fernanda Gomes Ascencio 1 (Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, anaferms@terra.com.br); Edilene Aparecida Veneruchi de Campos 1 (Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, eavcampos@terra.com.br); Graziela Santos de Araújo 1 (Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, grrazi.araujo@gmail.com); Jean Clei da Silva 1 (Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, jeanclei@gmail.com); Jonas Barcellos de Moraes 1 (Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, jbarcellosm@gmail.com); Maria Inês de Affonseca Jardim 1 (Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, inesaffonseca@gmail.com); Robson Soares Silva 1 (/ Grupo interdisciplinar de ensino com uso da computação, ; robsonsoares.silva@gmail.com). 1 Universidade Anhanguera-Uniderp. RESUMO Este estudo visou estabelecer relações de conceitos de físicas com o mundo real, incentivando o aluno a levar o aprendizado não apenas para o mundo escolar, mas para sua realidade, por meio do desenvolvimento de ferramentas, que ajudem-no a clarear suas idéias e levá-lo a desenvolver suas próprias hipóteses sobre a solução de problemas físicos. Palavras-chave: Cuba de Ondas; Física; Aprendizagem de Física; Simulação; Experiências. INTRODUÇÃO Durante o desenvolvimento do projeto, foi estabelecido o objetivo do projeto atual: auxiliar a aprendizagem dos alunos por meio de simulações nesta ferramenta, que deve oferecer suporte para medições e conclusões sobre determinadas experiências, mas ao mesmo tempo deva ser flexível a ponto de permitir um fácil manuseio por parte dos usuários. Com isso, foram estudados diversos softwares educacionais nos mais variados campos, como física, matemática, ciências e música, além de visões no campo da psicopedagogia, de maneira a se discutir uma maneira didática de apresentá-lo, melhorando aspectos vistos como desfavoráveis neste caso, e implementando padrões observados em softwares de didáticos de fácil manuseio. É indiscutível o efeito positivo do uso de softwares no aprendizado e até como ferramenta de simulação e criação nas mais diversas áreas, como por exemplo softwares de composição musical, como Encore, softwares de criação e simulação de circuitos, como Multisim, Proteus, Orcad, e tantos outros, mas mais importante que apenas aplicar um conceito porque ele é funcional, é estudar as melhores situações em que este deve ser empregado, seus pontos negativos e positivos, e, por meio destes, desenvolver maneiras mais didáticas e mais eficientes ao observá-los de um ponto diferente, focando-se como aluno, como usuário do sistema. Foi estabelecido então que o projeto desenvolvido deveria capturar imagens (filmar) uma cuba de ondas, que consiste em um recipiente de vidro onde são geradas ondas e um feixe de luz é incidido, de maneira a permitir a visualização de diversos fenômenos físicos nas sombras projetadas quando a luz atravessa essa área de turbulência na água. As ondas seriam geradas por um braço mecânico implementado também no projeto, que possibilita controle de sua freqüência de oscilação por meio do computador, ao qual se comunica.

2 Esta comunicação por sua vez, requere um software capaz de controlar o hardware implementado, e a gravação do vídeo, seguida de sua posterior visualização, captura de frames e realização de medições para estudo mais aprofundado dos resultados obtidos, que também foi implementado. O foco deste documento, resume-se em documentar o procedimento de implementação e funcionamento do software capaz de abrir arquivos de vídeo anteriormente gerados, seu controle (visualização frame a frame) e captura de frames. MATERIAL E MÉTODOS Inicialmente, o projeto foi separado em dois grupos: software e hardware. Em seguida, cada grupo foi separado em módulos, repassados por sua vez aos alunos responsáveis por desenvolvê-los. Foram feitas pesquisas para levantamento de softwares, hardware e documentação de projetos já desenvolvidos na área para que soluções previamente existentes pudessem ser levadas em consideração, evitando o desenvolvimento redundante de soluções já existentes. Após a fase de pesquisas, um seminário foi realizado, no qual cada grupo responsável por sua área apresentou o resumo dos dados obtidos, sendo discutidos sua possível aplicação ou não no projeto atual e o que melhorar em projetos semelhantes já existentes. Logo em seguida, deu-se início o desenvolvimento das soluções. No grupo de software, a linguagem de programação utilizada foi Java, sendo os estudos e pesquisas quase inteiramente aprofundados nesta ferramenta de desenvolvimento, já que tais módulos da área de software não necessitavam inicialmente de conceitos avançados de física. Foram utilizados frameworks, como o Java Media Framework, para o desenvolvimento, permitindo a manipulação mais rápida, eficiente e prática de imagens e vídeo, e outras facilidades para agilizar o desenvolvimento do software, principalmente interface gráfica com o usuário, que deve ser muito intuitiva, incentivando o usuário a utilizá-la sem dificuldade ou dúvidas. RESULTADOS E DISCUSSÃO Vários módulos foram desenvolvidos na área de software, entre eles módulos para o acesso à webcam do usuário e posterior gravação do vídeo adquirido, acesso à arquivos de vídeo e sua execução, captura de frames, e finalmente, abertura de imagens (frames) para realização de medições e comparações via software. O primeiro passo para o desenvolvimento deste módulo no projeto foi a pesquisa de uma maneira de implementar graficamente a abertura de vídeos descompactados em AVI, permitindo um controle do vídeo por parte do usuário, como pausar, passar ou retornar frames e dar play. A implementação deste código específico se subdivide na classe Interface, que contém o código referente à interface do programa com o usuário e a classe Core, que apresenta as demais operações, como captura de frames, controle do vídeo e sua exibição. Para a abertura de arquivos de vídeo, foi utilizado o Java Media Framework, que é capaz de manusear mais facilmente arquivos de vídeo e música, e a captura de frames foi implementada a partir de uma classe de controle de frames, classes de buffer e gráfica, já que o processo divide-se resumidamente em 3 etapas: Captura para o buffer do frame desejado, abertura do buffer pela classe responsável por salvar a imagem, e a criação do arquivo de imagem a partir do buffer.

3 CONCLUSÃO A utilização do Java Media Framework, apesar de ter agilizado imensamente o processo de manipulação de imagens e vídeos, não mostrou-se tão viável, já que este apresenta-se muito depreciado, por estar há mais de anos sem atualizações ou modificações para adaptação às novas tecnologias desenvolvidas. Apesar da depreciação, o desenvolvimento de interfaces para abertura de vídeos não apresentou muitas dificuldades para ser implementado, já que este framework apresenta métodos muito intuitivos para sua utilização. Já a captura de frames por sua vez, exigiu muito estudo e aprofundamento na área. Muitas soluções apresentadas nos mais diversos sites e fóruns da área, não baseavam-se no JMF para abertura e execução de vídeos, utilizando métodos mais elaborados, com Threads e programação a um nível mais baixo. A solução foi obtida por meio de buffer do vídeo manipulado pelo JMF, sua abertura e posterior gravação em um arquivo JPG, que por sua vez também mostrou-se relativamente de fácil aplicação, por conter classes preparadas para sua manipulação. A escolha da linguagem JAVA foi fundamental no desenvolvimento do projeto, já que esta apresenta muitas classes e frameworks já implementados, de vasta documentação e utilização, facilitando e reduzindo a quantidade de código necessária para implementação do projeto. Também deve ser levada em conta sua grande compatibilidade com os mais diversos sistemas operacionais, de maneira quase transparente ao desenvolvedor, o que é muito importante, uma vez que tal projeto deve ser empregado em escolas e universidades com os mais diversos equipamentos. AGRADECIMENTOS À todos os integrantes envolvidos direta e indiretamente no desenvolvimento do projeto, que foi resultado de um grande trabalho em equipe, e à instituição, por permitir e incentivar o desenvolvimento deste. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ImageJ. Disponível em: < Acesso em: 8 de fevereiro de Interface Control. Disponível em: Control.html#getControlComponent%28%29>. Acesso em: 09 de fevereiro de Interface FrameGrabbingControl. Disponível em:

4 control/framegrabbingcontrol.html>. Acesso em: 09 de fevereiro de Interface Icon. Disponível em: < Acesso em: 14 de setembro de Interface KeyFrameControl. Disponível em: control/keyframecontrol.html>. Acesso em: 09 de fevereiro de Interface Player. Disponível em: < Acesso em: 09 de fevereiro de Interface Processor. Disponível em: Processor.html>. Acesso em: 06 de novembro de Java Media Framework. Disponível em: < Acesso em: 09 de fevereiro de Java Media Framework API. Disponível em: < Acesso em: 06 de novembro de Java Media Framework - Can not acces frame grabber. Disponível em: < Acesso em: 09 de fevereiro de Java Media Framework - Here is the source code to JMF Webcam app + saves jpeg [Locked]. Disponível em: < Acesso em: 09 de fevereiro de Java Media Framework - This is how you extract frames from video. Disponível em: < Acesso em:10 de fevereiro de 2010.

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