費(fèi)德勒溫網(wǎng)發(fā)球數(shù)據(jù)分析及特征研究

田國(guó)輝，周 曙，王 偉，李 軍

網(wǎng)球的五大基本技術(shù)只有發(fā)球技術(shù)較少受對(duì)手影響，一個(gè)高質(zhì)量的發(fā)球能夠直接得分或者占據(jù)主動(dòng)。對(duì)發(fā)球質(zhì)量的解讀，一般是看發(fā)球攻擊性（球速、落點(diǎn)）和發(fā)球穩(wěn)定性（動(dòng)作連貫性、成功率）。發(fā)球攻擊性是指運(yùn)動(dòng)員發(fā)球利用主觀能動(dòng)性破壞對(duì)方回?fù)舻哪芰?，即根?jù)對(duì)手站位而發(fā)出球的速度和落地點(diǎn)位置使對(duì)方容易失誤［1］。發(fā)球穩(wěn)定性是指運(yùn)動(dòng)員發(fā)球動(dòng)作動(dòng)力定型的能力，即運(yùn)動(dòng)員在實(shí)戰(zhàn)中高質(zhì)量重復(fù)再現(xiàn)訓(xùn)練中發(fā)球技戰(zhàn)術(shù)的能力［2］。

費(fèi)德勒在職業(yè)男子網(wǎng)壇里參賽二十多年，取得了優(yōu)異的競(jìng)技成績(jī)，尤其是在其步入職業(yè)生涯后期時(shí)，排名仍保持在世界前十。一方面是科學(xué)的訓(xùn)練與后勤保障使其狀態(tài)保持在巔峰；另一方面在于其各項(xiàng)技術(shù)不斷調(diào)整優(yōu)化。據(jù)表1可知費(fèi)德勒的發(fā)球數(shù)據(jù)全面領(lǐng)先于德約科維奇。費(fèi)德勒的發(fā)球落點(diǎn)精準(zhǔn)、穩(wěn)定、變化，是其與其他優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員最明顯的差別［3］。其發(fā)球技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的雕琢，簡(jiǎn)潔實(shí)用、動(dòng)作優(yōu)美、穩(wěn)定性極強(qiáng)，在比賽中能夠直接得分或占據(jù)優(yōu)勢(shì)。因此，選取費(fèi)德勒在2019年溫網(wǎng)決賽的發(fā)球視頻片段進(jìn)行解析獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)對(duì)其發(fā)球技術(shù)進(jìn)行研究，期望能夠研究出其在發(fā)球各階段的身體特征，為網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)發(fā)球技術(shù)、提高發(fā)球質(zhì)量提供參考。

表1 2019年溫網(wǎng)決賽運(yùn)動(dòng)員發(fā)球數(shù)據(jù)對(duì)比

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以2019年溫布爾登網(wǎng)球公開(kāi)賽男決賽選手費(fèi)德勒的發(fā)球動(dòng)作技術(shù)為研究對(duì)象，表2是費(fèi)德勒的基本信息。

表2 費(fèi)德勒基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

本文對(duì)中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)以及國(guó)外期刊進(jìn)行信息檢索，在認(rèn)真查閱大量有關(guān)網(wǎng)球發(fā)球技戰(zhàn)術(shù)研究方面的文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)費(fèi)德勒的發(fā)球技戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行研究分析。

1.2.2 錄像觀察法

將2019年溫網(wǎng)球男單決賽視頻回放，選取費(fèi)德勒的相關(guān)發(fā)球片段（要求發(fā)球成功）進(jìn)行剪輯、慢動(dòng)作播放，選取合適的發(fā)球片段導(dǎo)入3D－Signa1Tec三維錄像解析系統(tǒng)進(jìn)行視頻解析，通過(guò)解析出來(lái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)費(fèi)德勒的發(fā)球技術(shù)進(jìn)行研究分析。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

查閱溫網(wǎng)官網(wǎng)及ATP官網(wǎng)，對(duì)2019年溫網(wǎng)男單決賽選手費(fèi)德勒在比賽過(guò)程中的相關(guān)發(fā)球數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和匯總，將研究所需要的數(shù)據(jù)導(dǎo)入excel軟件中，采用平均數(shù)＋標(biāo)準(zhǔn)差的方式進(jìn)行研究分析。

1.2.4 邏輯分析法

在查閱大量文獻(xiàn)資料以及對(duì)費(fèi)德勒的發(fā)球數(shù)據(jù)進(jìn)行整理之后，運(yùn)用邏輯法和歸納法對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，從而得出相應(yīng)的結(jié)論。

2 研究結(jié)果與分析

不同的研究對(duì)發(fā)球階段有著各自的劃分標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)波濤、李早將發(fā)球分成拋球引拍、“撓背”、揮拍擊球及隨揮四個(gè)階段［4］；MARTIN C等則是通過(guò)對(duì)視頻幀率進(jìn)行詳細(xì)的分析以劃分發(fā)球階段［12］。表3是對(duì)費(fèi)德勒發(fā)球動(dòng)作階段的劃分。

表3 費(fèi)德勒發(fā)球相應(yīng)階段劃分

2.1 拋球引拍階段

2.1.1 站位姿勢(shì)分析

網(wǎng)球發(fā)球站位分為上步式和平臺(tái)式。平臺(tái)式站位技術(shù)可獲得較高的穩(wěn)定性和較大的地面水平反作用力［10］。費(fèi)德勒在發(fā)球時(shí)選擇的站位方式為平臺(tái)式，具體做法為：左腳距底線(xiàn)約40°，右腳幾乎與底線(xiàn)平行，雙腳位置固定且兩腳間距約為一個(gè)肩膀的寬度。費(fèi)德勒選擇該站位能夠獲得更多的地面反作用力，提高發(fā)球的穩(wěn)定性、隱蔽性，從而提高發(fā)球攻擊性。不同發(fā)球站位是造成球離手時(shí)刻左肩關(guān)節(jié)角不同的原因之一，托米奇與弗格尼尼采用不同站位方式，發(fā)球過(guò)程的動(dòng)作技術(shù)有一定的差異，使得托米奇左肩關(guān)節(jié)角比弗格尼尼左肩角大15.9°［1］。費(fèi)德勒在球離手時(shí)刻的左肩關(guān)節(jié)角為142.8°，符合其研究結(jié)果。

2.1.1 拋球的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

合理的拋球位置應(yīng)該在身體的右前上方［5］。向右是因?yàn)樵谲|干旋轉(zhuǎn)身體面對(duì)球網(wǎng)向前揮拍擊球時(shí)，球能落在球拍的正前方；向前是因?yàn)橄蚯皳]拍擊球時(shí)，身體能夠產(chǎn)生向前水平位移，加長(zhǎng)球拍的工作距離。據(jù)表4可知，在拋球球離手時(shí)刻，費(fèi)德勒的左肘角為176°，球離手高度為1.915m，說(shuō)明其在拋球時(shí)左肘伸展比較充分，做到了從大腿位置將球水平托至眼睛位置，保證了拋球的穩(wěn)定性。同時(shí)，球離手速度和球在最高點(diǎn)高度兩參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差較小，也充分說(shuō)明了其拋球的穩(wěn)定。

表4 拋球的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

2.1.2 屈膝引拍階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

費(fèi)德勒在完成拋球動(dòng)作的同時(shí)，雙腿膝關(guān)節(jié)屈曲，髖部前頂；持拍手以肩關(guān)節(jié)為軸，肩膀及大臂發(fā)力，帶動(dòng)手臂走“C”字形的運(yùn)動(dòng)軌跡，將球拍從下向側(cè)后方拉至頭頂上方位置，完成整個(gè)拋球引拍的動(dòng)作。此時(shí)費(fèi)德勒的持拍手大臂遠(yuǎn)離身體，與身體成85.3°夾角，右肘角為65.4°，有利于調(diào)轉(zhuǎn)拍頭，完成接下來(lái)的“撓背”動(dòng)作。網(wǎng)球發(fā)球力量的直接來(lái)源是下肢的向上蹬伸。通過(guò)下肢伸肌群在離心收縮狀態(tài)下的拉伸，增大肌肉收縮的初長(zhǎng)度，并儲(chǔ)備彈性勢(shì)能［13］，為后續(xù)動(dòng)作提供良好的動(dòng)能支持。據(jù)表5所示，費(fèi)德勒在這一過(guò)程，左膝關(guān)節(jié)屈曲的角度為119°，右膝關(guān)節(jié)屈曲的角度為133°，通過(guò)下肢膝關(guān)節(jié)的屈曲，使下肢肌肉處于預(yù)先拉伸的狀態(tài)，便于之后的雙腳蹬地發(fā)力。左右膝關(guān)節(jié)屈曲的角度表現(xiàn)為左膝大于右膝，表明在屈膝時(shí)身體穩(wěn)定的保持主要依靠左腿。

表5 屈膝引拍的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

2.2 “撓背”階段

2.2.1 蹬伸過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

將蹬伸過(guò)程劃分為從膝關(guān)節(jié)最大屈曲時(shí)刻到雙腳離地時(shí)刻，在這一過(guò)程中，采用作用力與反作用力的力學(xué)運(yùn)動(dòng)原理，前腳掌蹬地后，通過(guò)地面給予的反作用力產(chǎn)生向上的速度使身體騰空，身體向擊球點(diǎn)位置快速扭轉(zhuǎn)。據(jù)表6可知，費(fèi)德勒在雙腳離地時(shí)刻的右髖角速度為252.3°·s－1。對(duì)比于一般網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員，費(fèi)德勒更快的右髖速度更有利于身體向擊球位置轉(zhuǎn)動(dòng)，增加向上揮拍的幅度和擊球力量。蹬伸過(guò)程中，膝關(guān)節(jié)蹬伸幅度反映的是膝關(guān)節(jié)蹬伸角度的大小。在雙腳離地時(shí)刻，費(fèi)德勒的左膝蹬伸幅度為55.6°，右膝蹬伸幅度為44.3°，有利于獲得更快的向上的重心速度（1.92m／s），從而增加起跳高度和擊球高度，提高發(fā)球的成功率和攻擊性。在蹬伸過(guò)程中，費(fèi)德勒的左膝蹬伸幅度明顯大于右膝，表明主要的發(fā)力腿是左腿。

表6 雙腳離地時(shí)刻的下肢和重心的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

2.2.2 球拍在最低點(diǎn)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

在完成雙腿向上蹬伸動(dòng)作后，持拍手在重力的作用下帶動(dòng)球拍自然下垂，右肘和小臂反向運(yùn)動(dòng)，右肘向前上方移動(dòng)，持拍手小臂和球拍向下移動(dòng)使球拍拍頭處于最低點(diǎn)，形成“超越器械反弓”動(dòng)作。據(jù)表7可知，在球拍處于最低點(diǎn)時(shí)刻的右肘角為47.6°，拍頭最低點(diǎn)高度為1.223m，此時(shí)的身體重心高度為1.197m，拍頭最低點(diǎn)高度低于重心高度一方面可以使肩關(guān)節(jié)和腹部肌群充分拉長(zhǎng)，以提高肌肉爆發(fā)式收縮力［6］；另一方面可以加長(zhǎng)球拍的做功距離，通過(guò)更長(zhǎng)的加速距離來(lái)獲得更快的揮拍速度。

表7 球拍在最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

2.3 揮拍擊球階段

2.3.1 擊球姿勢(shì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

在擊球的過(guò)程中，費(fèi)德勒的上下肢做相向運(yùn)動(dòng)，身體從“超越器械反弓”動(dòng)作過(guò)渡至持拍手手臂的鞭打動(dòng)作，持拍手以肩關(guān)節(jié)為軸帶動(dòng)大小臂、手腕、拍頭向前上方揮拍擊球，各關(guān)節(jié)部位的速度依次疊加，將全身的力量集中于拍頭，使球拍獲得最快的拍頭速度，最后在擊球點(diǎn)位置以最快速度完成對(duì)球的擊打。在這一過(guò)程中，費(fèi)德勒身體的各關(guān)節(jié)部位角度逐步增大，下肢充分蹬伸，從而實(shí)現(xiàn)軀干的向前向上伸展，使得持拍手手臂對(duì)球的鞭打動(dòng)作得以完成。費(fèi)德勒身體的各關(guān)節(jié)部位角度逐步增大，下肢能夠充分蹬伸，從而實(shí)現(xiàn)軀干的向前向上舒展，使得持拍手手臂的鞭打動(dòng)作得以完成。由表8可知，費(fèi)德勒在擊球時(shí)的左膝角為173.6°，右膝角為175.4°，兩參數(shù)均較大，說(shuō)明下肢蹬伸充分，有利于下肢關(guān)節(jié)部位力量逐級(jí)向上傳遞。右肩角為171.3°，右肘角為178.5°，表明其在擊球時(shí)的持拍手手臂伸的較直，有利于在高點(diǎn)位置將球擊出，從而能夠提高發(fā)球的成功率與攻擊性。

表8 擊球時(shí)的主要關(guān)節(jié)部位角度的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

2.3.2 擊球點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

擊球點(diǎn)是決定發(fā)球質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，身高較高者發(fā)球成功率較高，增加擊球點(diǎn)高度有助于提高發(fā)球成功率［11］。同一個(gè)人的身高及最高擊球位置是固定的。在身體正上方擊球時(shí)，擊球點(diǎn)最高［7］。由表9可知，費(fèi)德勒的擊球高度為2.608m，球在最高點(diǎn)與擊球位置的垂直距離為0.513m，一方面提高了身體騰空高度，有利于下肢的充分蹬伸；另一方面為球拍從最低點(diǎn)至擊球時(shí)刻的加速過(guò)程提供了足夠的時(shí)間與距離，有利于提高拍頭速度，增加擊球的速度以提高球速。拋球點(diǎn)與擊球點(diǎn)的水平距離為0.357m，球拍擊球的位置固定在甜區(qū)，既能夠充分釋放出身體快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的最大力量，又能在左下方位置至右上方位置的刷球過(guò)程中給球足夠的包裹以保障球的旋轉(zhuǎn)，從而提高發(fā)球的成功率與攻擊性。

表9 影響擊球點(diǎn)的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

2.3.3 擊球時(shí)發(fā)力順序的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

網(wǎng)球發(fā)球最合理的發(fā)力順序是各關(guān)節(jié)速度逐漸成遞增順序［8］，從“撓背”階段的雙腿蹬伸時(shí)刻開(kāi)始，直到完成對(duì)球的鞭打，費(fèi)德勒各環(huán)節(jié)發(fā)力順序?yàn)椋乎住ァy→肩→肘→腕→拍頭→球速（見(jiàn)圖一），相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)部位產(chǎn)生的動(dòng)量依次傳遞，通過(guò)鞭打動(dòng)作完全作用在球上，使球爆發(fā)出極快的速度飛向發(fā)球區(qū)。符合相關(guān)研究的研究結(jié)論：理想的發(fā)力時(shí)序?yàn)橄ァy—肩—肘—腕，各環(huán)節(jié)速度疊加越大，表明鞭打效果越好［5］。

圖一 擊球階段各環(huán)節(jié)發(fā)力順序

2.4 隨揮階段

實(shí)驗(yàn)得出在擊球時(shí)刻軀干和上肢產(chǎn)生了相當(dāng)于0.50～0.75倍身體重量的力，甚至更多［14］；而在隨揮階段，騰空的身體快速著地，身體也會(huì)產(chǎn)生一定的能量；此階段需要將身體產(chǎn)生的高速能量及時(shí)緩沖，便于落地后快速恢復(fù)身體平衡，減輕左膝膝關(guān)節(jié)承受的負(fù)荷。據(jù)表10可知，費(fèi)德勒在落地后左膝關(guān)節(jié)的緩沖幅度為44.9°。該緩沖幅度既能做到及時(shí)消除身體能量、減輕左膝關(guān)節(jié)負(fù)荷；又能夠縮短調(diào)整身體姿態(tài)的時(shí)間，便于腳下積極調(diào)整站位，為下一拍擊球做準(zhǔn)備。由于在擊球階段身體向前上方運(yùn)動(dòng)，隨揮階段需要緩沖擊球后的身體動(dòng)能，在整個(gè)發(fā)球過(guò)程中，費(fèi)德勒的重心向前移動(dòng)了0.41m的距離。

表10 隨揮階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

3 結(jié)論

發(fā)球過(guò)程中費(fèi)德勒在不同時(shí)刻的單個(gè)技術(shù)結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)潔高效。組合后的發(fā)球技術(shù)尤為強(qiáng)大，使得其發(fā)球能力尤為突出，發(fā)球質(zhì)量極高，在比賽中經(jīng)常直接發(fā)球得分或占據(jù)優(yōu)勢(shì)。在發(fā)球各階段表現(xiàn)為：1）拋球引拍階段：拋球高度合理，拋球后雙腿膝關(guān)節(jié)屈曲，使下肢與發(fā)球有關(guān)的肌肉處于預(yù)先拉長(zhǎng)狀態(tài)，有利于肌肉儲(chǔ)存彈性勢(shì)能；2）“撓背”階段：兩腳蹬地發(fā)力，膝關(guān)節(jié)充分蹬伸，產(chǎn)生很快的重心速度和右髖角速度帶動(dòng)身體向擊球位置轉(zhuǎn)動(dòng)，持拍手手臂放松，整個(gè)身體形成“超越器械反弓”動(dòng)作；3）揮拍擊球階段：整體的發(fā)力順序表現(xiàn)為蹬腿→轉(zhuǎn)髖→轉(zhuǎn)體→手臂繞肩→肘關(guān)節(jié)伸→小臂外旋→轉(zhuǎn)腕，發(fā)力順序合理，身體各關(guān)節(jié)部位的動(dòng)量依次疊加后作用于球上，產(chǎn)生極快的發(fā)球速度。4）隨揮階段：身體向前下方移動(dòng)，落地后膝關(guān)節(jié)快速緩沖，腳下積極調(diào)整，為發(fā)球后的下一拍做好充分的準(zhǔn)備。