球類運動運動學研究方法對比研究

□ 肖思源（西南科技大學 四川 綿陽 621000）

1、前言

每個運動項目都有各自技術動作特點，而正確的技術動作決定技術優(yōu)劣。在球類運動中技術動作的質量為運動員在競技比賽中的發(fā)揮奠定了戰(zhàn)略基礎。但每個人的競技能力是存在差異的所以技術動作也存在相對差異性，那么在運動訓練及競技比賽中如何提高技術水平及競技水平？在傳統(tǒng)的運動訓練中技術動作的提高主要通過教練員對技術動作的理解及教學經驗來提高運動員的技術動作，但隨著體育科技不斷進步，各種對技術評價的方式、方法層出不窮。那到底哪種方法是被運用的最多的？在運動訓練和競技比賽如何更好的指導運動員的技術？

在當前的研究報告中，對球類運動學分析主要采用錄像分析法和運動捕捉系統(tǒng)錄像分析法。為了更好的方便研究者進行運動學分析，本研究主要將錄像分析法和運動捕捉系統(tǒng)錄像法進行比較，分析兩者不同之處及主要設備儀器、場地布置等，已達到為相關研究這在進行實驗設計時提供有效且相對方便的參考數(shù)據來提高研究方法的實用性。

2、研究對象與方法

2.1 研究對象

本文通過搜集中國知網2013-2018年球類技術動作運動學研究方法的文獻作為研究對象。

2.2、研究方法

（1）文獻資料法。

通過中國知網搜集2012-2018年球類技術動作運動學文獻共38篇，其中籃球3篇、排球6篇、乒乓球8篇、網球15篇、羽毛球6篇。

（2）數(shù)據統(tǒng)計法。

將攝像機分析法與運動捕捉系統(tǒng)錄像法實驗設計數(shù)據進行比較，實驗設計數(shù)據分為機身高度、攝像機個數(shù)、攝像機所成角度、攝像機距離拍攝范圍距離、攝像機頻率及分析系統(tǒng)等類別。

3、結果與分析

3.1、攝像機錄像分析法

表1 不同球類項目攝像機錄像法

在球類運動的動作運動學分析研究中采集數(shù)據的方法主要采用攝像機錄像分析法有23篇，其中籃球2篇、排球2篇、乒乓球4篇、網球9篇、羽毛球6篇。從采用錄像分析法的球類運動來看以隔網對抗類項目為主，同場對抗類的只有1篇。而從大球和小球來分，我們從表1可以看出小球類研究采用錄像分析法是大球類的5倍之多。

下面通過分析其中的采集實驗設計來比較不同球類運動學數(shù)據采集方法的不同。先從籃球和排球實驗設計來看，第一從使用攝像機數(shù)量，籃球和排球都是使用2個攝像機；第二從機身高度來看，籃球和排球分別是1.2m、1.4m和1.24m；第三從所成角度來看是90°-120°；攝像機離拍攝范圍的距離為籃球是10m、12m，而排球是12m；從以上四方面綜合分析，攝像機擺放高度、角度和距離拍攝范圍的距離主要是因為拍攝時需要拍攝全方位運動動作，采用兩臺攝像機主要將運動員的三維都收錄準確，角度在90°-120°，攝像機距離拍攝范圍10-12m也是使運動員在運動范圍內不會受拍攝范圍的影響而限制正常的動作發(fā)揮，機身高度在1.24-1.4m之間主要是攝像機架在這個范圍內可以將動作各個運動關節(jié)從上到下的變化記錄完全。乒乓球、網球、羽毛球與籃球和排球相比，其在運動學方面的研究比較多，所以實驗方法的方式呈多樣性發(fā)展。乒乓球、網球、羽毛球的機身高度分別是0.8m、1.2-1.5m、0.8-1.4m，通過這三個項目的文章題目可以發(fā)現(xiàn)機身高度的設置與其研究動作擊球高度的不同而改變；攝像機擺設角度、攝像機與運動范圍的距離、攝像機的個數(shù)都是以能否拍攝到最全面的動作為前提。所以在進行攝像機錄像法的攝像機拍攝時以拍攝范圍為基礎，利用標定框架進行精確測量。

羽毛球、網球、乒乓球錄像分析軟件相較于籃球、排球更具豐富，除了SIMI MOTION和APAS SYSTEM 2003還運用到三維分析系統(tǒng)和視訊還有TEL V200L軟件等。籃球、排球可以參考三小球分析系統(tǒng)，比較不同分析系統(tǒng)和軟件的實用性。

3.2、運動捕捉系統(tǒng)錄像法

表2 不同球類項目運動捕捉系統(tǒng)錄像法

在球類運動學分析方法中采用運動捕捉系統(tǒng)錄像法有15篇，其中籃球1篇、排球4篇、乒乓球4篇、網球6篇。通過統(tǒng)計這15篇研究中發(fā)現(xiàn)主要使用紅外捕捉系統(tǒng)，紅外捕捉系統(tǒng)主要有QUALYSIS、MOTION、PIT、QUINTIC。而乒乓球、籃球和排球使用鏡頭個數(shù)6-8個，網球則使用2、4、6個。整個拍攝范圍則確定為實際球場面積，拍攝頻率相對比較高都在100HZ以上，分析系統(tǒng)主要是利用配套捕捉系統(tǒng)的分析系統(tǒng)，采集數(shù)據是使用發(fā)光小球貼于各個關節(jié)骨性標志以建立一個運動模型來通過自帶的分析系統(tǒng)得出運動學數(shù)據。

運動捕捉系統(tǒng)錄像法與錄像分析法相比，運動捕捉系統(tǒng)錄像分析法采集使用的攝像頭更多并且拍攝頻率更高且更清晰，分析系統(tǒng)也是自身所帶，這樣更能夠根據自己紅外攝像頭所采集的數(shù)據準確分析。但由于使用運動捕捉系統(tǒng)，運動員必須在身上黏貼發(fā)光小球，這樣對測試人員做動作存在一定的妨礙但卻能準確采集更多的運動學數(shù)據包括運動軌跡、角度、數(shù)據建模等。但運動捕捉系統(tǒng)不適用于比賽時運動數(shù)據記錄，適用于日常訓練時動作細節(jié)糾正，錄像分析法適用于比賽時數(shù)據記錄,便于攜帶及采集動作數(shù)據。

4、結語

（1）運動學分析方法主要分為錄像分析法和運動捕捉系統(tǒng)錄像法；

（2）錄像分析法比運動捕捉系統(tǒng)錄像法的設備更便于攜帶及操作；

（3）運動捕捉系統(tǒng)錄像法的拍攝頻率比錄像分析法的攝像機高，所以清晰；

（4）運動捕捉系統(tǒng)自帶分析軟件比錄像分析法利用其它分析系統(tǒng)更方便、快速并且利于操作。

5、建議

（1）運動捕捉系統(tǒng)的發(fā)光小球應該減少其對運動員動作質量的影響；

（2）運動捕捉系統(tǒng)錄像法和錄像分析法可以為每個運動項目的實驗設計提供準確的參考標準，而不是同樣的實驗卻又不同的實驗標準；

（3）訓練與比賽時可以將錄像機的好攜帶優(yōu)勢與運動捕捉系統(tǒng)錄像法的分析及時方便相結合，從而解決這兩個方法的缺點來提高研究效率。