球类运动运动学研究方法对比研究

2019-01-03肖思源西南科技大学四川绵阳621000

文体用品与科技 2019年1期

□ 肖思源（西南科技大学四川绵阳 621000）

1、前言

每个运动项目都有各自技术动作特点，而正确的技术动作决定技术优劣。在球类运动中技术动作的质量为运动员在竞技比赛中的发挥奠定了战略基础。但每个人的竞技能力是存在差异的所以技术动作也存在相对差异性，那么在运动训练及竞技比赛中如何提高技术水平及竞技水平？在传统的运动训练中技术动作的提高主要通过教练员对技术动作的理解及教学经验来提高运动员的技术动作，但随着体育科技不断进步，各种对技术评价的方式、方法层出不穷。那到底哪种方法是被运用的最多的？在运动训练和竞技比赛如何更好的指导运动员的技术？

在当前的研究报告中，对球类运动学分析主要采用录像分析法和运动捕捉系统录像分析法。为了更好的方便研究者进行运动学分析，本研究主要将录像分析法和运动捕捉系统录像法进行比较，分析两者不同之处及主要设备仪器、场地布置等，已达到为相关研究这在进行实验设计时提供有效且相对方便的参考数据来提高研究方法的实用性。

2、研究对象与方法

2.1 研究对象

本文通过搜集中国知网2013-2018年球类技术动作运动学研究方法的文献作为研究对象。

2.2、研究方法

（1）文献资料法。

通过中国知网搜集2012-2018年球类技术动作运动学文献共38篇，其中篮球3篇、排球6篇、乒乓球8篇、网球15篇、羽毛球6篇。

（2）数据统计法。

将摄像机分析法与运动捕捉系统录像法实验设计数据进行比较，实验设计数据分为机身高度、摄像机个数、摄像机所成角度、摄像机距离拍摄范围距离、摄像机频率及分析系统等类别。

3、结果与分析

3.1、摄像机录像分析法

表1 不同球类项目摄像机录像法

在球类运动的动作运动学分析研究中采集数据的方法主要采用摄像机录像分析法有23篇，其中篮球2篇、排球2篇、乒乓球4篇、网球9篇、羽毛球6篇。从采用录像分析法的球类运动来看以隔网对抗类项目为主，同场对抗类的只有1篇。而从大球和小球来分，我们从表1可以看出小球类研究采用录像分析法是大球类的5倍之多。

下面通过分析其中的采集实验设计来比较不同球类运动学数据采集方法的不同。先从篮球和排球实验设计来看，第一从使用摄像机数量，篮球和排球都是使用2个摄像机；第二从机身高度来看，篮球和排球分别是1.2m、1.4m和1.24m；第三从所成角度来看是90°-120°；摄像机离拍摄范围的距离为篮球是10m、12m，而排球是12m；从以上四方面综合分析，摄像机摆放高度、角度和距离拍摄范围的距离主要是因为拍摄时需要拍摄全方位运动动作，采用两台摄像机主要将运动员的三维都收录准确，角度在90°-120°，摄像机距离拍摄范围10-12m也是使运动员在运动范围内不会受拍摄范围的影响而限制正常的动作发挥，机身高度在1.24-1.4m之间主要是摄像机架在这个范围内可以将动作各个运动关节从上到下的变化记录完全。乒乓球、网球、羽毛球与篮球和排球相比，其在运动学方面的研究比较多，所以实验方法的方式呈多样性发展。乒乓球、网球、羽毛球的机身高度分别是0.8m、1.2-1.5m、0.8-1.4m，通过这三个项目的文章题目可以发现机身高度的设置与其研究动作击球高度的不同而改变；摄像机摆设角度、摄像机与运动范围的距离、摄像机的个数都是以能否拍摄到最全面的动作为前提。所以在进行摄像机录像法的摄像机拍摄时以拍摄范围为基础，利用标定框架进行精确测量。

羽毛球、网球、乒乓球录像分析软件相较于篮球、排球更具丰富，除了SIMI MOTION和APAS SYSTEM 2003还运用到三维分析系统和视讯还有TEL V200L软件等。篮球、排球可以参考三小球分析系统，比较不同分析系统和软件的实用性。

3.2、运动捕捉系统录像法

表2 不同球类项目运动捕捉系统录像法

在球类运动学分析方法中采用运动捕捉系统录像法有15篇，其中篮球1篇、排球4篇、乒乓球4篇、网球6篇。通过统计这15篇研究中发现主要使用红外捕捉系统，红外捕捉系统主要有QUALYSIS、MOTION、PIT、QUINTIC。而乒乓球、篮球和排球使用镜头个数6-8个，网球则使用2、4、6个。整个拍摄范围则确定为实际球场面积，拍摄频率相对比较高都在100HZ以上，分析系统主要是利用配套捕捉系统的分析系统，采集数据是使用发光小球贴于各个关节骨性标志以建立一个运动模型来通过自带的分析系统得出运动学数据。

运动捕捉系统录像法与录像分析法相比，运动捕捉系统录像分析法采集使用的摄像头更多并且拍摄频率更高且更清晰，分析系统也是自身所带，这样更能够根据自己红外摄像头所采集的数据准确分析。但由于使用运动捕捉系统，运动员必须在身上黏贴发光小球，这样对测试人员做动作存在一定的妨碍但却能准确采集更多的运动学数据包括运动轨迹、角度、数据建模等。但运动捕捉系统不适用于比赛时运动数据记录，适用于日常训练时动作细节纠正，录像分析法适用于比赛时数据记录,便于携带及采集动作数据。