Méthodes et Pratiques Scientifiques
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SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Méthodes et Pratiques ScientifiquesMéthodes et Pratiques Scientifiques
Sciences et vision du mondeSciences et vision du mondeDe la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
SEMINAIRE ACADEMIQUETOUL - 27 mai 2010
REFORME du LYCEELa CLASSE de SECONDE
Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Persistance rétiniennePersistance rétinienne
Activité expérimentale Activité expérimentale
EssaiEssai cage et oiseau : le thaumatrope cage et oiseau : le thaumatrope
Détermination de la Fréquence limiteDétermination de la Fréquence limite
ObjectifObjectif : déterminer la durée de la perception : déterminer la durée de la perception
De la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Illusions d’optiqueIllusions d’optique
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
De la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Illusions d’optiqueIllusions d’optique ObjectifObjectif : déterminer la durée de la perception : déterminer la durée de la perception
MoyensMoyens : : 2 modèles au choix2 modèles au choix
Arbre de fixationArbre de fixation
Moteur contrôlé en vitesseMoteur contrôlé en vitesse
TachymètreTachymètre
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
De la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Illusion d’optiqueIllusion d’optiqueFaire varier la fréquence de rotation du Faire varier la fréquence de rotation du moteur (en connaissant sa vitesse) et définir moteur (en connaissant sa vitesse) et définir le moment où l’on ne voit plus 2 images le moment où l’on ne voit plus 2 images mais 1 seule composée des 2 mais 1 seule composée des 2 représentationsreprésentations
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
SynthèseSynthèse : Pourquoi a-t-on des valeurs : Pourquoi a-t-on des valeurs différentes en fonction des groupes ? différentes en fonction des groupes ?
(différences de perception selon les (différences de perception selon les individus)individus)
Valeurs autour de 50 ms (20Hz soit Valeurs autour de 50 ms (20Hz soit
160 tr/min)160 tr/min)
Et pourtant : dessins animés à 12 Et pourtant : dessins animés à 12 images/s…images/s…
De la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Illusion d’optiqueIllusion d’optique
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Pour aller plus loinPour aller plus loin : la diligence de : la diligence de Western ; Western ; effet stroboscopiqueeffet stroboscopique
Rappel : persistance rétinienne de 50msRappel : persistance rétinienne de 50ms
Angle entre les rayons : 30°Angle entre les rayons : 30°
30° en 50ms soit 600°/s ou encore 30° en 50ms soit 600°/s ou encore 1,66 tr/s1,66 tr/s
Périmètre P = p x 1,2 parcouru 1,66 fois par secondePérimètre P = p x 1,2 parcouru 1,66 fois par seconde
D’où une vitesse de 1,66 x P = D’où une vitesse de 1,66 x P = 6,28 m/s6,28 m/s ou ou 22,6 km/h22,6 km/h
A cette vitesse, les roues paraissent immobilesA cette vitesse, les roues paraissent immobiles
Que se passe-t-il à 43 km/h ?Que se passe-t-il à 43 km/h ?
De la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Illusion d’optiqueIllusion d’optique
http://www.espace-sciences.org/science/images/images-maj/Perso/manipulations/roue/laroue.swf
Roue diamètre 1,2m, 12 rayonsRoue diamètre 1,2m, 12 rayons
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Méthodes et Pratiques ScientifiquesMéthodes et Pratiques Scientifiques
Sciences et vision du mondeSciences et vision du mondeDe la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Activité expérimentaleActivité expérimentale
ObjectifObjectif : créer l’illusion de mouvement : créer l’illusion de mouvement
Appareil photo numériqueAppareil photo numériqueTrépiedTrépiedPâte à modelerPâte à modelerPotence et fil de pêchePotence et fil de pêcheLogiciel de montage vidéo (Logiciel de montage vidéo (MonkeyJamMonkeyJam gratuit gratuit))
MoyensMoyens : :
ProtocoleProtocole : suspendre une boule de pâte à modeler : suspendre une boule de pâte à modeler à la potence et prendre des clichés successifs en à la potence et prendre des clichés successifs en faisant varier la hauteur de la boule pour simuler un faisant varier la hauteur de la boule pour simuler un rebond de 2s ou 4s (24 et 12 i/s)rebond de 2s ou 4s (24 et 12 i/s)
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Activité expérimentaleActivité expérimentale
Appareil Photo
Trépied
Potence
Boule suspendue
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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Activité expérimentaleActivité expérimentale
Photo 1 Photo 2 Photo 3 Photo 4 Photo 15
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Activité expérimentaleActivité expérimentale Les images générées sont introduites dans un logiciel d’animation image par image
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Activité expérimentaleActivité expérimentale
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
SynthèseSynthèse : Le mouvement ne paraît pas ‘naturel’ … : Le mouvement ne paraît pas ‘naturel’ …
La chute d’un objet est régie par des lois physiques La chute d’un objet est régie par des lois physiques
L’accélération est celle de la pesanteur (9,81 m/s²)L’accélération est celle de la pesanteur (9,81 m/s²)
On donne la loi de chute :On donne la loi de chute :
h = hh = h00 – 9,81 x t² – 9,81 x t² (h altitude en m, temps t en s) (h altitude en m, temps t en s)
Compléter alors le tableau Compléter alors le tableau T (s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
h (m) 1,40
Quand est-ce que la boule touche le sol ?Quand est-ce que la boule touche le sol ?(d’après tableau et littéral)(d’après tableau et littéral)
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Activité expérimentaleActivité expérimentale
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
Pour aller plus loinPour aller plus loin : Introduction à la : Introduction à la balistique balistique
On ajoute une vitesse de départ On ajoute une vitesse de départ inclinéeinclinée
D’où un système à 2 équations :D’où un système à 2 équations :
X = vX = v00 x cos x cos x t x t
h = - 9,81 x t² + vh = - 9,81 x t² + v00 x sin x sin x t + h x t + h00
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
De l’argentique au numériqueDe l’argentique au numérique
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
Anatomie d’un appareil photo Anatomie d’un appareil photo argentiqueargentique
Objectif
Miroir
Viseur
Film sensible
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
De l’argentique au numériqueDe l’argentique au numérique
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
Anatomie d’un appareil photo Anatomie d’un appareil photo numériquenumérique
Objectif
Miroir
Viseur
Capteur sensible
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Capteurs photo sensiblesCapteurs photo sensiblesCalcul de la taille d’un photositeCalcul de la taille d’un photosite
Une fiche technique par groupe Une fiche technique par groupe de 3 ou 4 élèves et comparaisonde 3 ou 4 élèves et comparaison
1/1,8"
11,28 mm
8,46 mm
Résolution : 3,34 MpixelsRésolution : 3,34 Mpixels
2048 x 15362048 x 153611,28 mm
8,46 mmTaille d’un photosite :Taille d’un photosite :
11,28 / 2048 → 5,51µm11,28 / 2048 → 5,51µm
8,46 / 1536 → 5,51µm8,46 / 1536 → 5,51µm
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Capteurs photo sensiblesCapteurs photo sensiblesCalcul de la taille d’un photositeCalcul de la taille d’un photosite
SynthèseSynthèse : Validation des : Validation des calculs élèves, conclusion sur la calculs élèves, conclusion sur la qualité d’image et qualité d’image et comparaisoncomparaison entre plusieurs entre plusieurs
APNAPNNikon Nikon CP995CP995
Nikon D90Nikon D90 Nikon Nikon S8000S8000
Hasselblad H3Hasselblad H3
Taille Taille capteurcapteur
11,3x8,511,3x8,5 23,6 x 15,823,6 x 15,8 12,75 x 12,75 x 9,569,56
48 x 3648 x 36
résolutirésolutionon
2048x1532048x15366
4288 x 28484288 x 2848 4320 x 4320 x 32403240
8165 X 61238165 X 6123
Taille Taille d’un d’un photositphotositee
5,51 µm5,51 µm 5,5 µm5,5 µm 2,95 µm2,95 µm 5,87 µm5,87 µm
PrixPrix 1200 € 1200 €
(2001)(2001)800 €800 €
(2009)(2009)280 €280 €
(2010)(2010)≈ ≈ 40 000 €40 000 €
(2009)(2009)
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Codage et compression des imagesCodage et compression des images
AlgorithmeAlgorithme
QuantificationQuantification
Application à une image de faible résolutionApplication à une image de faible résolution
Suivant un algorithme simplifiéSuivant un algorithme simplifié
Compression - décompressionCompression - décompression
Compression et décompressionCompression et décompression
Avantages / InconvénientsAvantages / Inconvénients
Analyse des pertesAnalyse des pertes
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Exemple de compressionExemple de compression
Lossy Last week, the weather was mostly sunny 33 characters (18%)
Lossless
1 Mon2 3 41 Tues2 3 41 Wednes2 3 41 Thurs2 3 51 Fri2 3 41 Satur2 3 41 Sun2 3 4
Lookup table1 = On 2 = day3 = the weather was4 = sunny5 = rainy
57+39 = 96 characters
(50%)
Original
On Monday the weather was sunnyOn Tuesday the weather was sunnyOn Wednesday the weather was sunnyOn Thursday the weather was rainyOn Friday the weather was sunnyOn Saturday the weather was sunnyOn Sunday the weather was sunny
190 characters
(100%)
NIKON - Roland Serbielle
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Méthodes et Pratiques ScientifiquesMéthodes et Pratiques Scientifiques
Sciences et vision du mondeSciences et vision du mondeDe la perception au traitement cérébralDe la perception au traitement cérébral
Images fixes, images mobilesImages fixes, images mobiles
Sciences et œuvres d’artSciences et œuvres d’artPhotographie et cinémaPhotographie et cinéma
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Enseignement d’Exploration MPSMéthodes et Pratiques Scientifiques
THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Photographie et cinémaPhotographie et cinéma
Activité expérimentaleActivité expérimentale
ObjectifObjectif : animer une maquette numérique : animer une maquette numérique
SolidWorksSolidWorksMaquette fournieMaquette fournie
MoyensMoyens : :
Images de synthèseImages de synthèse
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Photographie et cinémaPhotographie et cinéma
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Photographie et cinémaPhotographie et cinéma
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THEMATIQUE :Sciences et vision du monde
Images de synthèseImages de synthèse
SynthèseSynthèse : Difficultés des images de : Difficultés des images de synthèse :synthèse :o Modélisation de la lumièreModélisation de la lumièreo Gestion des interférences entre objetsGestion des interférences entre objets
Photographie et cinémaPhotographie et cinéma
Pour aller plus loinPour aller plus loin : application de : application de textures, ombrages, gestion des lois textures, ombrages, gestion des lois physiques (chocs, déformations, …)physiques (chocs, déformations, …)
Utilisation de logiciels pro (3DS max)Utilisation de logiciels pro (3DS max)
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