- LabCamera by Mozaik Education -

Windows 7, 8, 10 Desktop

ユーザーマニュアル

はじめに 

LabCamera はウェブカメラベースの自然科学探査およびデータロギング実験室で、学生や教師たちはコンピューターやソフトウェアを利用して、かなりの科学的観察や測定を実行することが可能です。

ソフトウェアは現在、7 つの機能を搭載しており、どれも非常に操作が簡単です。学生たちは授業中だけでなく、宿題に取り組む際も LabCamera を利用できます。また他にも自主的な実験においても効果的に作業を進め、科学に基づくテーマを強力に後押しします。 LabCamera は、あなたの身の回りを取り囲む世界に関する好奇心をかきたて、周囲探索における創造性に火をつけます。

本ユーザーガイドでは、Lab Camera のコンポーネントおよび全機能の概要について説明します。

どうぞお楽しみください!

一般情報 

環境保護&身の安全を守る

LabCamera を使用して実験を行う際は、動物、植物、周辺環境に一切危害を加えないでください。身の安全を確保するために、実験は自己責任のもと慎重に行ってください。 LabCamera では、ソフトウェアを使用することで発生する損害に関して一切の責任を負いかねます。とはいえ、科学実験に着手するうえで、 LabCamera はもっとも安全な方法の 1 つであると自負しておりますので、自己責任のもと本製品をどうぞお楽しみください!

共通機能 
カメラの設定|このボタンを押して、明るさ、コントラスト、シャープネスなどカメラ特性を設定します。お手元のカメラ画像が左右逆に映っている場合には、反転オプションを使用します。お手元のデバイスに複数台のカメラを取り付けている場合、ソフトウェアを使用するカメラを指定し、フレーム レートや解像度を設定します。注記: ソフトウェアは自動的に最適値に設定します。
パネルのサイズ変更|サムリストおよびメインパネルのサイズの比率を変更します。
アプリケーションの上部バーを押して、以下のオプションを表示します。
ホーム|現在開いているモジュール閉じ、メインメニューに戻ります。 注記: アプリケーションの右上隅にあるホームボタンを利用することも可能です。
ヘルプ|このボタンを押して、ヘルプの設定パネルを表示します。

ヘルプの設定では、以下のオプションをご利用できます。

  • クイックガイドの表示: 半透明のキャンパスにヒントが表示されます。
  • チェック ボックスを使用して、起動時のクイックガイドの可視性を切り替えます。
  • ラジオボタンを使用して、ボタンラベルの可視性を変更します。
  • ユーザーマニュアル: ユーザーマニュアルを表示します。
  • WebCam Laboratory のウェブサイト: 企業のウェブサイトに移動します。
  • LabCamera のバージョン情報: ソフトウェアのバージョン情報と開発者情報を表示します。
  • 低速度撮影 

    低速度撮影機能は、雲の形成や流れ、氷の融解、植物の生長といった自然界におけるゆっくりとした過程を観察したり、より深く理解するのに役立ちます。このソフトウェアを使用すれば、設定可能な間隔で静止画を撮影し、撮りためた画像を 1 本のビデオにつづり合わせることができます。

    撮影モード

    1

    お手元のカメラはソフトウェアが起動すると、自動的に立ち上がります。その流れはカメラのウィンドウ内で見えます。

    2

    コマ間の時間間隔を設定します。

    3

    撮影開始ボタンを押して撮影を始めます。 赤い枠で囲まれたカメラのウィンドウが点滅し始めます。
    もう一度押すと、録画を停止します。録画したビデオは自動的に再生されます。

    4

    録画したビデオは、サムリストに追加されます。 ビデオファイルは、外部記憶装置の [/ LabCamera/TimeLapse] フォルダ内に保存されます。

    表示設定

    a

    フレーム数を表示します。

    b

    撮影の長さを表示します。

    c

    タイムスタンプを表示します。 タイムスタンプはカメラビュー内に表示されるだけでなく、撮影したビデオ内でも保存されます。

    d

    フレーム間隔を表示します。

    再生モード

    1

    サムネイルをダブルクリックして、ビデオを再生します。 注記: サムネイルを右クリックまたは長押しすると、ファイルメニューが表示されます。

    2

    押すと、ビデオが再生/一時停止します。

    3

    シークバーを使用して、お好みのフラグメントに移動します。
    運動学 

    運動学機能を利用すると、リアルタイムで複数のオブジェクトの水平・垂直運動特性(変位、速度、加速度)のトラックが可能になります。本ソフトウェアは選択した 3 つまでのオブジェクトを同時にとらえる能力を備えているため、複雑な運動学上の実験での使用が可能です。

    1

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    既定のカメラビュー

    背景を消去。このビューを選択すると、お手元のオブジェクトの色に対して色付きの丸で囲んでオブジェクトを表示します。

    このビューを選択すると、ゆるやかなフェージングトレース形式でオブジェクトを表示します。

    このビューを選択すると、パーマネントトレース形式でオブジェクトを表示します。

    カメラの画面上に図表を表示します。

    2

    画面に触れて、トラックしたいオブジェクトを選択します。選択されたオブジェクトは、色付きの枠で囲まれて表示されます。最大、3 つまで選択可能です。

    3

    図表パネルに、オブジェクト特性(変位 s(t)、速度 v(t))が表示されます。

    4

    図表の密度を設定します。

    5

    変位、速度、その両方を表示します。

    6

    監視したい方の軸を選択します。押して、x、y、xy を選択します。

    7

    押して撮影を開始します。赤い枠で囲まれたカメラのウィンドウが点滅し始めます。

    8

    押して、記録した図表を表示します。注記: 正常に撮影が開始されると、このボタンがアクティブになります。

    9

    撮影済みビデオを読み込みます。この機能はリアルタイムで設定している時間がない場合、または実験時に危険にさらされるおそれがある場合、特に便利です。

    10

    オブジェクトの削除。

    11

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    校正プロセス:ターゲットとなるオブジェクトと同じ距離に、既知の寸法のオブジェクトをカメラ視界内にセットします。続いて、校正ツールで既知の寸法をマークし、サイズ値を入力して測定単位を定義します。

    図表ビュー

    1

    ズーム

    2

    図表上のポイントを選択すると、その値が表示され、図表を上下に移動することで、補正値を消去できるようになります。

    3

    画像として保存

    4

    データ表の保存

    5

    図表の平坦化。注記:平坦化によって、お手元の図表が大幅に変更される場合があります。

    6

    グラフ密度を設定します。

    7

    s(t) (変位) を表示します。

    8

    v(t) (速度) を表示します。

    9

    a(t) (加速度) を表示します。

    10

    図表に沿って表示したい運動軸を選択します。
    移動カメラ 

    移動カメラ機能を利用すると、カメラ前方で動きを探知した時点で撮影を開始することから、自然界における希少かつ本質に迫る状況をとらえることができます。同機能は運動センサーカメラと同様の働きをします。

    撮影モード

    1

    ドラッグして、移動速度に対するソフトウェアの感度を設定します。

    2

    境界ボックスをお好みのサイズに設定します。境界ボックスは動作検出が有効にになるエリアを示します。たとえば、鳥の餌箱周辺の活動を撮影したい場合、境界ボックスのサイズを餌箱の至近距離にしぼります。

    3

    移動レベル・インジケータは、実際の移動レベルを示します。撮影はインジケータがしきい値線を上回った時点で動作します。

    4

    撮影開始ボタンを押して撮影を始めます。 スタンバイ:赤いフレームが表示されます。 赤い枠で囲まれたカメラのウィンドウが点滅し始めます。

    5

    設定がすべて完了すると、撮影開始ボタンを押してレコーダー・スタンバイ・モードに切り替えます。移動レベル・スライダーで設定した感度領域の移動レベルがしきい値の設定を上回った時点で、撮影が始まります。

    6

    撮影の長さを表示します。

    再生モード

    1

    サムネイルをダブルクリックして、ビデオを再生します。 注記: サムネイルを右クリックまたは長押しすると、ファイルメニューが表示されます。

    2

    押すと、ビデオが再生/一時停止します。

    3

    シークバーを使用して、お好みのフラグメントに移動します。
    顕微鏡 

    顕微鏡機能を利用して、顕微鏡下の測定を実行できます。また、基準値が利用できる場合、あらゆる種類の測定が実行可能です(例: 月の直径)。ウェブカメラでは超近接写真を撮影できるので、単細胞生物の観察も可能です。

    1

    お手元のカメラはソフトウェアが起動すると、自動的に立ち上がります。その流れはカメラのウィンドウ内で見えます。

    2

    画像撮影|押して、カメラストリームから静止画を撮ります。

    3

    サムリストから画像を読み込みます。 注記: サムネイルを右クリックまたは長押しすると、ファイルメニューが表示されます。

    4

    ズーム

    5

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    画像の読み込み|ハードドライブから画像を読み込み、校正後に測定を実行します。 注記: 校正するためには、画像に既知のサイズの要素が含まれている必要があります。

    6

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    距離測定|2 つのポイントをマークして、ポイント間の距離を測定します。 注記: 測定アイコンは画像が校正済みの場合に限り、利用できます。

    角度測定|最初のセグメントの終端をクリックし、次に頂点、最後に二番目のセグメントの終端をクリックします。距離は自動的に算出されます。

    面積測定|お好みの面積の周囲をクリックして、境界を設けます。最後のクリックが開始地点と同じ地点となるようにします。選択した面積はピクセル単位か、校正時に定義した測定単位で算出されます。 多くのセグメントを定義すればするほど、測定値は本物のオブジェクトの面積に近づきます。

    7

    画像移動|拡大時にクリック、ドラッグして、お手元の画像を左右の方向に移動させます。

    8

    やり直し|押して、直前の測定を元に戻します。測定は何度でもお好きなだけやり直せます。

    9

    サイズ校正|校正することで、参照項目を基準にして測定を実行できます。カメラの前方に既知のサイズのオブジェクトをセットしたら、校正ボタンをクリックします。次に、既知のセグメントの起点と終点をマークし、値と測定単位を定義します。これ以降、すべての測定値は定義したセグメントを参照した上で算出されます。

    10

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    画像形式での保存|撮影したデータは平野画像、測定値に添えられている画像、測定プロトコルページとして保存できます。

    11

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    ビジュアル設定|明るさ、コントラスト、色合いを微調整して、静止画を補整します。

    校正

    校正を利用して、お手元のカメラビュー内のオブジェクトを測定します。検査済みオブジェクトの寸法を把握している場合、その寸法値を基準値として利用して校正することが可能です。お手元のカメラビューを校正するには、ターゲットとなるオブジェクトと同じ平面上にあるカメラの前方に既知の寸法のオブジェクト(例: シャープペンの替え芯)をセットし、校正ボタンを押します。印刷可能な尺度シートも利用可能です。以下から入手できます。 http://labcamera.com/resources/Sizing_template_metric.pdf

    1

    お手元の校正線の終端をドラッグして、既知の寸法のオブジェクトの両端を所定のサイズに合わせます。注記: 事前に読み込まれた画像には校正用の目盛が入っています。

    2

    校正オブジェクトのサイズの値を設定します。

    3

    測定単位を設定します。

    4

    選択を確定または取消します。

    測定

    1

    測定の種類を選びます。利用可能オプション: 長さ、角度、面積

    2

    画面に終端をセットします。長さを測定する場合には2カ所、角度測定の場合には3カ所、それぞれ終端があります。面積測定の場合、お好きな数だけ終端を定義できます。面積を閉じる際は、最後と最初の終端が折り重なっていることを確かめてください。

    3

    ガイドウィンドウを使用して、精密にセットします。

    4

    測定結果は測定リスト内に表示されます。説明を選択して編集することが可能です。

    5

    やり直し|押して、直前の測定を元に戻します。測定は何度でもお好きなだけやり直せます。

    6

    ごみ箱アイコンを押して、選択した測定結果を削除します。

    7

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    画像形式での保存|撮影したデータは平野画像、測定値に添えられている画像、測定プロトコルページとして保存できます。

    8

    カメラに戻る|カメラビューに切り替えます。
    ユニバーサル記録 

    ユニバーサル記録は非常にユニークなリアルタイム形式のデータ認識モジュールで、デジタル、ラジアル・ダイアルまたはガラス温度計式ディスプレイを搭載するあらゆる機器の示度数をリアルタイムで登録可能です。一昔前に学校で使用した、コンピューターに接続できない測定機器も再度利用できるようになります。

    1

    押して、測定機器と一緒にデジタルディスプレイを使用します。

    2

    押して、測定機器と一緒にラジアル・ダイアル・ディスプレイを使用します。

    3

    押して、ガラス温度計を使用します。

    4

    ビデオの読み込み|撮影済みビデオを読み込みます。この機能はリアルタイムで設定している時間がない場合、または実験時に危険にさらされるおそれがある場合、特に便利です。

    校正

    1

    デジタルディスプレイアイコンを押すと、3 つのセルのグリッドが現れます。デバイス上の各セルに数字が 1 つ現れます。セルの数を増減したい場合には、グリッドの上端にある +/- ボタンを使用します。セルを追加して、最大で 6 桁まで表示可能です。メイングリッドの各コーナー部分は、アクティブコーナーです。下部にある丸は、少数位を表しています。どれか 1 つをタップすると、対応するセルとセルの間に小数点記号がセットされます。

    a

    このコーナー部を、お手元の測定装置の表示領域の左上にドラッグします。

    b

    このコーナー部をドラッグしてグリッドを回転します。

    c

    斜字体の数字が表示されるデバイスを使用している場合、このコーナー部をドラッグしてセルを傾斜させます。

    d

    このコーナー部をドラッグすると、グリッドを拡大/縮小してすべての数字を画面内に収めることができます。

    2

    認識された値をよく確かめ、その値がお手元の測定装置の実際の測定値と合致していることを確かめます。

    3

    測定範囲の最小および最大値を設定します。

    4

    プローブの間隔をお好みの値に設定します。緩やかな変化の場合、プローブの間隔は長くなります。早い変化の場合、滑らかな図表が得られるように間隔を短くすることをおすすめします。

    5

    ごみ箱アイコンを押して、選択したテンプレートを削除します。

    目的は、上記のような手順でグリッドとディスプレイを一直線にして、それぞれのセルが 1 つの数字を網羅しデバイス上の同じ場所に小数点記号をセットすることです。注記: 光の反射および照明が不十分な場合、示度数の正確性に影響がおよぶおそれがあります。

    1

    ラジアル・ダイアル・ディスプレイのアイコンを押すと、ラジアル・ディスプレイ・テンプレートが現れます。コンポーネントの校正は、デジタルディスプレイのアイコンによく似ています。テンプレートの各コーナー部分は、アクティブコーナーです。

    a

    頂点部分をドラッグして、テンプレートをあちこちに移動させます。頂点部分は機器の針の回転の中心部と一直線になっている必要があります。

    b,c

    テンプレートの 2 つの終端を調整して、お手元の機器の目盛りを合わせます。

    d

    目盛りの範囲を設定します。

    2

    認識された値をよく確かめ、その値がお手元の測定装置の実際の測定値と合致していることを確かめます。

    3

    測定範囲の最小および最大値を設定します。

    4

    プローブの間隔をお好みの値に設定します。緩やかな変化の場合、プローブの間隔は長くなります。早い変化の場合、滑らかな図表が得られるように間隔を短くすることをおすすめします。

    5

    ごみ箱アイコンを押して、選択したテンプレートを削除します。

    セットアップが正しければ、テンプレートのアームはお手元の機器のアームを網羅しているはずです。右側のパネルを使用して、お手元のデバイスの最大および最小値を設定します。光の反射および照明が不十分な場合、示度数の正確性に影響がおよぶおそれがあります。

    1

    ガラス温度計アイコンを押すと、ガラス温度計テンプレートが現れます。このコンポーネントの校正方法は、デジタル表示の校正方法とよく似ています。テンプレートの各端は、アクティブエンドです。

    a,b

    テンプレートをお手元の機器の画像に合わせ、測定領域を調節します。正常にセットアップが完了すると、右側のパネルに表示される測定値にはお手元の機器の実際の測定値が表示されるはずです。

    2

    認識された値をよく確かめ、その値がお手元の測定装置の実際の測定値と合致していることを確かめます。

    3

    測定範囲の最小および最大値を設定します。

    4

    プローブの間隔をお好みの値に設定します。緩やかな変化の場合、プローブの間隔は長くなります。早い変化の場合、滑らかな図表が得られるように間隔を短くすることをおすすめします。

    5

    ごみ箱アイコンを押して、選択したテンプレートを削除します。

    測定記録

    1

    すべて設定したら、撮影ボタンを押して測定値の記録を開始します。

    2

    右側のパネルには、リアルタイムで図表が表示されます。フィンガージェスチャで、表示領域を操作できます。

    3

    図表の密度を設定します。

    4

    押して、撮影した図表を表示します。

    図表ビュー

    1

    ズーム

    2

    図表上のポイントを選択すると、その値が表示され、図表を上下に移動することで、補正値を消去できるようになります。

    3

    画像として保存

    4

    データ表の保存

    5

    図表の平坦化。注記:平坦化によって、お手元の図表が大幅に変更される場合があります。

    6

    グラフ密度を設定します。
    パスファインダー 

    パスファインダーは事実上の動作密度マップです。動きが増えるほど、付随する色付きのトレイルがさらに多く画面に現れます。 交通密度、単細胞生物、蟻の巣における蟻の足跡をどうぞお楽しみください。

    1

    お手元のカメラはソフトウェアが起動すると、自動的に立ち上がります。その流れはカメラのウィンドウ内で見えます。

    2

    マーキング強度を設定します。

    3

    撮影開始ボタンを押して撮影を始めます。 赤い枠で囲まれたカメラのウィンドウが点滅し始めます。 再度押して、撮影を停止します。撮影した画像が表示されます。

    4

    撮影した画像はサムリストに追加されます。 画像ファイルは、外部記憶装置の [/ LabCamera/Pathfinder] フォルダ内に保存されます。

    5

    撮影済みビデオを読み込みます。この機能はリアルタイムで設定している時間がない場合、または実験時に危険にさらされるおそれがある場合、特に便利です。

    6

    このボタンを押して、以下のオプションから選択します。

    パスカラーを選びます。

    1

    サムネイルをダブルクリックして、画像を表示します。 注記: サムネイルを右クリックまたは長押しすると、ファイルメニューが表示されます。

    2

    押して、カラー マップとパスマップモードを切り替えます。

    3

    カメラに戻る|カメラビューに切り替えます。
    グラフチャレンジ 

    グラフチャレンジを使用して、曲線を試しに操作し座標系における使い勝手を習得します。曲線を選択しオジェクトを選択するだけです。次に、選択したオブジェクトかお手元のデバイスをあちこちに動かして、可能な限り曲線の近くに合わせます。

    この目的は、可能な限りオブジェクトの移動曲線があらかじめ定義された曲線に出来る限り重なるようにオブジェクトを動かすためです。ソフトウェアは適合率を算出し、スコアリストにそのデータを保存します。

    水平、垂直、近づける-遠ざける、回転モードから選択できます。

    オブジェクトのトラック

    グラフチャレンジを使用して、色付きのお好きなオブジェクトやあらかじめ定義されたマーカーを使用できます。 色付きのオブジェクトのトラックを選択する場合、選択されている色はオブジェクトの背景ではご利用いただけません。注記:回転式マッチングを利用できるのは、あらかじめ定義されたマーカーを使用する際に限られます。

    お手元のグラフチャレンジ・フォルダーにある PDF ファイルからマーカーを印刷したり、本マニュアルの最後にある付録から画像を使用することができます。

    トラック用にユーザー設定(の色)オブジェクトを選択するには、カメラ画面上のオブジェクトを押します。オブジェクト周辺の色付きの境界ボックスは、選択が正常に行われたことを示します。

    トラック用にあらかじめ定義されたマーカーを使用したい場合、マーカーをカメラのビューポートに持ってくるだけです。マーカーは自動的に認識され、すぐに校正や曲線のマッチングを開始できます。注記: マーカーを保持する際は、マーカー全体が見えるようにしてください。指で黒いフレームを覆ったりすることがないようにします。

    移動制御

    お手元のオブジェクトをカメラビュー内であちこち移動するには、2 通りの方法があります。

    - 固定カメラの前にオブジェクトを移動するか、

    - 固定オブジェクトの前にお手元のカメラを移動します。

    曲線の選択

    1

    すべて設定すると、撮影開始ボタンを押してチャレンジを開始します!

    2

    曲線を選択するには、そのサムネイルを押すだけです。

    3

    [新規] サムネイルを押し、新規曲線を作成します。この操作を行うと、エディターウィンドウが開きます。エディターのヘルプは、以下の"曲線エディター" セクションをご覧ください

    ゲームオプション

    ゲームを始める前に、以下のコントロールを使用してゲームを設定する必要があります。

    1

    チャレンジ速度の設定

    低速

    標準

    高速

    2

    移動方向を設定します。

    !

    注記:位置点がお手元のオブジェクトの現在の配置を示します。以下の方向モードの中から、1 つ選べます。

    近づける – 遠ざける

    水平

    垂直

    回転

    3

    オプションで、ここに名前を入力できます。この名前は、スコアパネルとハイスコアの殿堂に表示されます。同じグラフを複数の人が順番で挑戦する際には、名前を入力しておくと非常に便利で、結果も一目で判別できます。

    サイズおよび距離の校正

    図形のY軸が適正な値を示していることを確実にするには、オブジェクトのサイズおよび/またはカメラからの距離を校正する必要があります。

    1

    サイズおよび距離の校正ウィザードを開始します。ウィザードにより、カリブレーションの手順が開始されます。

    動作領域の校正

    トラック用のオブジェクトを選択したら、移動領域を校正してオブジェクトの動きが曲線の最大値と最小値に到達することを確かめる必要があります。校正したら、お好きなだけグラフチャレンジを使用できます。ただし、お手元のカメラの配置とトラックするオブジェクトが校正中同一であることが前提となります。

    校正が始まると、オブジェクトの移動を表す曲線を右のパネルでご覧になれます。お手元のオブジェクトを上下左右に動かしたり、近づけたり遠ざけたり、回転させ(選択する追跡モードによって異なる)、曲線に収まる最大値および最小値を登録します。明らかなエンドポイントが 2 つ登録された場合、5 秒経過すると校正が停止します。

    1

    下部バーにある校正ボタンを押します。

    曲線描写に挑戦

    すべて設定すると、撮影開始ボタンを押してチャレンジを開始します!

    スタートを押すと、カウンターが起動し 5 からカウントダウンします。マッチングが始まると、垂直破線が曲線上に経過時間を示します。目標は可能な限り曲線に合わせることです。スコアは継続的に表示されます。

    結果

    1

    [撮影開始] ボタンを押して、同様の設定で新しいチャレンジを開始します。

    2

    [結果] ボタンを押して、このセッションにおける最新結果を表示します。

    3

    結果パネルで、同一セッションにおける前回のマッチ度を見直すことができます。

    4

    選択する曲線が強調表示されます。

    曲線エディター

    1

    ホットスポットを上下にスライドして、曲線形状を変更します。

    2

    追加/削除ボタンを使用して、曲線の新規ポイントを定義したり、削除します。注記: ポイントの数が多いほど、生成される曲線の複雑性が増します。

    3

    急な曲線を減らすために図表の平坦化をはかります。

    4

    ゲームの期間を設定します。注記:定義するポイントの数と時間を組み合わせることで、ゲームの速度が決まります。

    5

    チャレンジ結果を保存します。保存した曲線は、サムリストに表示されます。

    付録 

    グラフチャレンジ用のマーカー画像

    マーカーを保持する上で白い背景が必要であることから、図形を切り取らないでください。