信息技術(shù)對籃球運(yùn)動員的作用及運(yùn)用策略

王慧

（南京大學(xué) 江蘇 南京 210023）

引言

籃球作為一項具有激烈競爭性的團(tuán)隊運(yùn)動，不僅考驗著球員的身體素質(zhì)，還要求球員具備卓越的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)認(rèn)知能力。在這個競技水平不斷提高的領(lǐng)域中，運(yùn)動表現(xiàn)分析技術(shù)已經(jīng)成為籃球訓(xùn)練和比賽準(zhǔn)備中不可或缺的工具。本文將探討的主題：運(yùn)動表現(xiàn)分析技術(shù)在籃球運(yùn)動中的應(yīng)用、對球員的幫助，以及如何合理運(yùn)用這些技術(shù)以提高競技水平?；@球領(lǐng)域的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)發(fā)展一直在不斷演進(jìn)。教練和球員需要不斷尋求新的方法來提高自己的技能和團(tuán)隊的績效。正是在這個背景下，信息技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)工具嶄露頭角。這些工具能夠提供詳盡的數(shù)據(jù)和視頻分析，為教練和球員提供寶貴的信息，有助于改善技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)。

1、運(yùn)動表現(xiàn)分析中的信息技術(shù)介紹

1.1、Vicon 紅外三維運(yùn)動捕捉分析系統(tǒng)

Vicon 的紅外3D 動作捕捉與解析系統(tǒng)利用紅外高速相機(jī)捕捉無源熒光標(biāo)志點，搭建了一個3D 數(shù)據(jù)獲取和分析平臺，可以支持244 臺高性能高頻相機(jī)。該系統(tǒng)的紅外高速相機(jī)采用威康公司自行開發(fā)的CMOS 傳感器，具備1600 萬像素的紅外相機(jī)。其專注于動作捕捉，通過快速和高精度的三維動作捕捉，在運(yùn)動訓(xùn)練、人機(jī)工程、生物力學(xué)、動畫制作和互動游戲等方面具有重要應(yīng)用價值。

1.2、Sports Code 戰(zhàn)術(shù)分析軟件

澳大利亞Sports Code 視頻戰(zhàn)術(shù)分析軟件是由澳大利亞Sportec公司開發(fā)的，專門用于群體對抗球類項目的統(tǒng)計和分析。該軟件可用于分析球員或球隊的技戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用，通常包括獲取視頻資料、設(shè)置軟件操作編碼、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、二次處理數(shù)據(jù)和生成定性分析報告等步驟。通過代碼窗口，可以根據(jù)個人要求創(chuàng)建個性化的模板?？梢栽O(shè)定所期望的技術(shù)參數(shù)，例如14 號中鋒在高位成功策應(yīng)的次數(shù)、從中路上籃的次數(shù)、在禁區(qū)內(nèi)投籃的次數(shù)、在前轉(zhuǎn)身之后的投籃次數(shù)等。在分類窗口中，用戶可以對視頻進(jìn)行任意分類、編輯和標(biāo)記編碼；利用統(tǒng)計窗，可以將所需數(shù)據(jù)以任意格式輸出；利用動態(tài)矩陣函數(shù)，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化處理，快速查看統(tǒng)計數(shù)據(jù)，具備較強(qiáng)的邏輯檢索能力，并能將數(shù)據(jù)信息以多種形式輸出。利用該系統(tǒng)，教練可以獲取對手的各項技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)這些信息制定相應(yīng)的策略，以戰(zhàn)勝對手。

2、基于Vicon 紅外三維運(yùn)動捕捉分析系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1、實驗設(shè)計與實施

本研究的目的是設(shè)計幾個不同的實驗并進(jìn)行詳細(xì)分析。該實驗通過使用Vicon3D 動力學(xué)捕獲技術(shù)，構(gòu)建球員的最佳投籃計劃以提高運(yùn)動員的投籃能力。研究的目標(biāo)是了解球員在投籃方面的訓(xùn)練效果，并提高運(yùn)動員的投籃命中率。實驗采用了隨機(jī)分組的方法，將籃球運(yùn)動員分為兩組。經(jīng)過4 個星期的實驗，研究人員對實驗組球員的投籃命中率和出手速度等方面進(jìn)行了調(diào)查，并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析和歸納。為了進(jìn)行測試，使用了由美國Oxford Metrics Group 公司提供的Vicon 紅外高速攝像設(shè)備，在籃球場上放置了9 個高速攝像機(jī)，通過3D 成像技術(shù)準(zhǔn)確地記錄每個Mark 點的狀態(tài)。在測試的4 名參與者中，分別選取了頭部、上半身（平均每側(cè)14 只）、下半身（平均每側(cè)14 只）和腳部（平均每側(cè)14 只）進(jìn)行射擊實驗。在測試前，參與者進(jìn)行了充分的熱身運(yùn)動，并進(jìn)行了場地的調(diào)整，以確保在測試開始時已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。

在第一次測驗中，試驗對象包括實驗組和普通組各4 人，使用了2 分投籃，選擇固定地點，每個人投籃50 次，并測量兩組。利用3D 運(yùn)動捕捉技術(shù)，收集了投籃動作和投籃時機(jī)的信息。試驗中采用了單手站在地上投籃的方式，在投籃者旁邊有人喂球，以保持喂球的持續(xù)性。

在初始測試結(jié)束之后，對實驗組的投籃動作進(jìn)行了數(shù)據(jù)化，同時還捕捉到了運(yùn)動員的出手時刻。通過對投籃動作和沒有命中的動作的3D 建模和分析，探究了投籃動作的不穩(wěn)定因素。同時，通過解析軟件建立了最佳投籃動作與命中之間的聯(lián)系，并分析了運(yùn)動員的最佳投籃動作。實驗組收到了運(yùn)動員最佳的投籃動作信息，知道應(yīng)該用什么姿勢去投籃，以及如何運(yùn)用一些常見的細(xì)節(jié)動作來提高命中率。另外，將最佳投籃動作制作成3D 動態(tài)圖形，供實驗組選手在以后的訓(xùn)練中使用，而控制組則沒有通知。

在接下來的3 個星期內(nèi)（每周7 次），每位球員都要進(jìn)行1次特殊的投籃練習(xí)，每次進(jìn)行200 個超過2 分的遠(yuǎn)距離投籃，練習(xí)時間至少為1h。在訓(xùn)練過程中，實驗組球員盡可能模仿最佳投籃動作，而控制組則進(jìn)行常規(guī)的自由投籃練習(xí)。在第二次考核中，時間、地點和天氣都要盡可能地模擬第一次考核。4 名運(yùn)動員在各自的初始測量點上進(jìn)行了投籃試驗，每人投擲了50 個球，其中2 個進(jìn)行了兩次實驗，并使用3D-Motion 捕獲技術(shù)對被測試人的投籃動作和投籃時機(jī)進(jìn)行了捕捉。

2.2、實驗結(jié)果

（1）實驗前及對照組單手肩上投籃命中率及出手時長分析

在對試驗組和控制組各選取了4 名籃球運(yùn)動員進(jìn)行試驗前，研究人員遵循實驗方法和標(biāo)準(zhǔn)，對運(yùn)動員的2 分遠(yuǎn)投技術(shù)進(jìn)行了測試。試驗者經(jīng)過充分熱身后，站在圓弧外側(cè)，由專業(yè)人士給予投籃機(jī)會，并盡可能接近正常速度，進(jìn)行了50 次2 分遠(yuǎn)投，進(jìn)行了兩組實驗。

通過表1 可以看出，這些運(yùn)動員的投籃水平都非常出色，投籃命中率都超過了60%，而且出手時間也比較穩(wěn)定。然而，就籃球項目而言，這次的投籃形式并不算很強(qiáng)，在高強(qiáng)度的防守下，應(yīng)該盡量提高出手速度，并且在低強(qiáng)度的情況下提高命中率。從第一個測試的結(jié)果來看，每個人都有很大的提升潛力。

表1 第一次測試4 名運(yùn)動員投籃命中率及出手時長

（2）投籃訓(xùn)練后實驗組及對照組單手肩上投籃命中率及出手時長分析。

在進(jìn)行了4 個星期的專項投籃練習(xí)后，試驗組和控制組各4 名球員再次進(jìn)行2 分遠(yuǎn)投，受試者在充分熱身后，站在圓弧外側(cè)，由專業(yè)人士喂球，盡量接近自己的正常出手速度，進(jìn)行50次2 分遠(yuǎn)投，并進(jìn)行兩組試驗。從表2 中可以看到，一些球員經(jīng)過投籃訓(xùn)練后，遠(yuǎn)距離投籃能力變得更好了，投籃命中率都達(dá)到了70%左右，這樣的成績在全國范圍內(nèi)相對來說已經(jīng)很好了；但出手時長是一個較為常規(guī)的數(shù)據(jù)，在同級別運(yùn)動員中沒有優(yōu)勢。

表2 第二次測試4 名運(yùn)動員投籃命中率及出手時長

（3）干預(yù)前后投籃命中率對比。

將實驗組的兩次射擊測驗所得的量化資料進(jìn)行了整理，然后輸入SPSS16.0，用成對樣本t 檢驗，得到了表3。在3 個星期內(nèi)，兩位實驗對象進(jìn)行最佳射擊練習(xí)后，其命中率提高了8%、11%，均有顯著性提高（P ＜0.05）；而對照組的兩個人，命中率也提高了5%，但沒有顯著性差異（P ＞0.05）。從這一點可以看出，告訴球員自己的最佳投籃位置，讓球員對自己有一個更好的認(rèn)識，然后再去做投籃練習(xí)，會對籃球運(yùn)動員的遠(yuǎn)距離投籃命中率有很大的提高，這也就意味著投籃訓(xùn)練的效率更高。

表3 兩次測試4 名運(yùn)動員投籃命中率對比

表4 兩次測試4 名運(yùn)動員投籃出手速度對比

（4）干預(yù)前后投籃時長對比。

利用紅外線攝像技術(shù)，對兩組運(yùn)動員的出手時機(jī)進(jìn)行了分析，以投籃前的起手為起點，以球離開手為終點。通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)連續(xù)4 個星期的訓(xùn)練中，只有實驗組的出手速度提高了0.05s，但提高幅度有限，而控制組和實驗組沒有提高。結(jié)果表明，最佳投籃動作模擬訓(xùn)練與籃球運(yùn)動員的出手速度之間沒有明顯的相關(guān)性，其訓(xùn)練效果幾乎為零。

3、基于Sports code 軟件的籃球視頻技戰(zhàn)術(shù)分析

在搜狐體育、CBA 官方網(wǎng)站、FIBA 等主流媒體上，人們很容易就能看到傳統(tǒng)的技術(shù)指數(shù)。但是，這樣的數(shù)字無法讓運(yùn)動員更好地剖析對手。在籃球界這種情況也是常有的。常見的數(shù)據(jù)有：得分、投籃次數(shù)、投籃命中率、2 分命中率、3 分命中率、罰球命中率、前場籃板、助攻、搶斷、蓋帽、失誤、犯規(guī)等等。然而，在收集和整理信息的過程中，通常需要從傳統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)中挖掘出職業(yè)球隊所需的信息。技術(shù)指標(biāo)與之相似；在戰(zhàn)術(shù)方面，包括了進(jìn)攻策略，比如在投籃區(qū)域上的應(yīng)用，以及發(fā)動進(jìn)攻時的變化；防守策略，比如在落點上的應(yīng)用，以及整體防守策略的比例（防守、關(guān)門、夾攻、防守）。此外，在個體技術(shù)方面，球隊通常希望獲得一些主要數(shù)據(jù)，包括投籃區(qū)域、突破方式和投籃方式，學(xué)術(shù)界通常更傾向于使用這些指標(biāo)。

3.1、戰(zhàn)術(shù)分析

目前Sports code 中最先進(jìn)的兩個功能是矩陣功能和解析函數(shù)中的角度功能。本文以日本男籃為例，利用Sports code 對日本男籃在2023 年世界杯中的攻擊策略進(jìn)行了研究。

第一步，根據(jù)可能出現(xiàn)的進(jìn)攻站位情況，建立指標(biāo)模板；

第二步，播放影片，同時進(jìn)行指標(biāo)的錄制；

第三步，影片結(jié)束，利用矩陣，就可以直接得到每一項指標(biāo)的統(tǒng)計數(shù)字，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，來分析日本隊的進(jìn)攻站位情況。

根據(jù)表5 所示，日本隊在進(jìn)攻方式上最常使用的“1-2-2”策略與日本和歐洲的研究結(jié)果相符。日本球隊傳統(tǒng)上以高中鋒為主要的得分手段，而歐洲球隊在高水平的擋拆上更為擅長，并且歐洲球隊普遍喜歡采用高中鋒來防守。相比之下，日本球隊更常采用2-3 和3-2 的戰(zhàn)術(shù)落位，這實際上是1-2-2 戰(zhàn)術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

表5 日本隊在2023 年世界杯小組賽中的站位情況

表6 馬布里2013-2014 賽季總決賽前兩場突破情況

3.2、球員研究

以2013-2014 年CBA 總決賽第3 場新疆隊對北京隊馬布里的突破為例，新疆隊在制定總決賽第1、2 場的戰(zhàn)術(shù)安排的基礎(chǔ)上，制定了賽前戰(zhàn)術(shù)安排，并根據(jù)實際情況對其做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達(dá)到了預(yù)期的效果。比賽一開場，新疆隊就牢牢地掌握著場上的主動權(quán)，以22-24,24-25,18-22,17-21（新疆領(lǐng)先北京）取得了勝利。身為北京男籃的一名球員，馬布里如何選擇自己的攻擊位置就成了新疆男籃研究的焦點。

第一步：利用Sports Code 軟件對馬布里在過去2 局中的得分進(jìn)行了統(tǒng)計分析。根據(jù)分析，馬布里通常會在以下情況下進(jìn)行突破：一是當(dāng)北京隊的進(jìn)攻陷入停滯時，選擇突破以打破得分荒；二是當(dāng)對手的位置明顯對自己有利時，更容易得分并更容易犯規(guī)。馬布里突破方式如下：

在總決賽的前兩場，馬布里平均每場有10.5 個突破，5 個直接得分，3 個犯規(guī)，2 個罰球。

第二步：制定相關(guān)防守策略。以哈德森為主力后衛(wèi)，防守第二名和第三名球員的后衛(wèi)要小心防守，并破壞馬布里的運(yùn)球線，5 號位要小心在籃圈內(nèi)防守。

第三步：比賽中進(jìn)行不斷調(diào)整。新疆隊在這場比賽中表現(xiàn)不錯，一直壓制著北京隊，導(dǎo)致北京隊的進(jìn)攻效率大打折扣，而且在籃板上也處于明顯優(yōu)勢地位。結(jié)果，對馬布里的防守限制了球隊整體的得分，北京隊只得到了81 分，而其中有3 名球員的得分都沒有超過3 分。

4、運(yùn)動表現(xiàn)分析中信息技術(shù)的使用對籃球運(yùn)動員的作用

4.1、提高技術(shù)訓(xùn)練的有效性

通過使用Vicon3D 動力捕捉系統(tǒng)進(jìn)行的實驗，驗證了用于訓(xùn)練最佳投籃動作的3D 紅外動態(tài)捕捉系統(tǒng)在提高籃球運(yùn)動中的命中率方面具有更大的作用。然而，在進(jìn)行專門投籃訓(xùn)練后，實驗組與被試組的4 位運(yùn)動員在單臂肩部出手的速度沒有明顯的提高。這表明無論是最佳投籃動作訓(xùn)練還是常規(guī)投籃練習(xí)，都無法有效地影響成年運(yùn)動員的出手速度。因此，需要探索新的訓(xùn)練方式來提高出手速度。運(yùn)用“3D 紅外動力學(xué)捕獲系統(tǒng)”構(gòu)建的最佳投籃動作訓(xùn)練法，能夠快速高效地提高投籃命中率，同時幫助運(yùn)動員更好地認(rèn)識自我，找到適合自己的投籃節(jié)奏，從而激發(fā)訓(xùn)練熱情，并豐富訓(xùn)練內(nèi)容和方式，提高訓(xùn)練效果和效率。利用技戰(zhàn)術(shù)視頻分析軟件收集、分析和整理數(shù)據(jù)，為訓(xùn)練提供有用信息，是運(yùn)動項目群支柱性技術(shù)，借助于Sports code 軟件，可以實現(xiàn)全面的技戰(zhàn)術(shù)分析和統(tǒng)計、視頻分析和存儲，為現(xiàn)代體育運(yùn)動和實時比賽提供完整的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅適用于籃球，還可以應(yīng)用于其他需要高度技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)要求的比賽項目。

4.2、提高戰(zhàn)術(shù)制定的針對性

依據(jù)項群理論，籃球運(yùn)動要求團(tuán)體合作，競賽戰(zhàn)略是決定勝負(fù)的關(guān)鍵因素。利用Sports code 技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)分析軟件，可以搜集對方的比賽及訓(xùn)練錄像，以便更好地掌握對方的實力狀況，從而做出針對性的調(diào)整。例如，在比賽場上，該軟件可以實時比較和分析兩支球隊的攻防情況，并生成關(guān)鍵錄像。根據(jù)教練組在比賽前制定的技戰(zhàn)術(shù)計劃，無論是分析自己的球員表現(xiàn)還是對方技戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略，都可以從多個角度對比賽進(jìn)行分析，得到有價值的視頻片段和數(shù)據(jù)統(tǒng)計。在中場休息時，可以將重要的視頻回放連接到休息室，讓球員更深入地了解上半場的情況，并獲取對方上半場的攻防策略，使球員能夠從多個方面理解對方的優(yōu)缺點，從而幫助球隊調(diào)整策略，使下半場比賽對自己隊伍更有利。

4.3、提高收集情報的準(zhǔn)確性

不管是自己的資料還是對方的資料，本質(zhì)上只是一種數(shù)據(jù)集合，如果沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆治龊徒y(tǒng)計，只是一些數(shù)字而已。只有通過系統(tǒng)的分析、統(tǒng)計、分類、歸檔、細(xì)化管理等工作，才能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的力量。運(yùn)動編碼中的“矩陣”模塊以其簡潔和精確而著稱，在比賽分析中具有重要的實際應(yīng)用價值。

4.4、提高工作時間的高效率性

通過運(yùn)用戰(zhàn)略和軟件，使復(fù)雜的變得簡單。觀看比賽時，能夠獲取所需的各項指標(biāo)，并能一次處理數(shù)百個指標(biāo)。比賽中，可以直接將高清攝像與數(shù)字化比賽拍攝相結(jié)合，將賽場的視頻直接輸入到計算機(jī)中，無需經(jīng)過傳統(tǒng)的模擬信號獲取及將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。該軟件使操作過程變得簡單，避免了重復(fù)的快進(jìn)或慢放，可以直接獲得需要的重點內(nèi)容并進(jìn)行瀏覽，極大地節(jié)省了時間，提升了小組的工作效率。

4.5、提高資料管理的可操作性

Sports Code elite 軟件最大的特色之一就是對賽事材料進(jìn)行分類管理，建立視頻數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫組件能夠很容易地將已完成的、按特定的分類法加以分類和分析的視頻材料進(jìn)行分類和綜合，從而便于管理和查詢。

5、運(yùn)動表現(xiàn)分析中信息技術(shù)的運(yùn)用策略

5.1、積極使用紅外線捕捉系統(tǒng)進(jìn)行球員訓(xùn)練

目前，在國內(nèi)體育訓(xùn)練中，“紅外捕獲系統(tǒng)”的使用并不普遍，很少應(yīng)用于解析最佳投籃動作，用于籃球訓(xùn)練更是少之又少。大多數(shù)運(yùn)動員不知道自己的習(xí)慣動作和最佳投籃動作。在籃球投籃訓(xùn)練中，為了更好地提高投籃訓(xùn)練的效果，必須加強(qiáng)多樣化的科學(xué)訓(xùn)練，使運(yùn)動員對自身運(yùn)動習(xí)慣有更好的認(rèn)識，并建立模仿機(jī)制?；@球選手經(jīng)常進(jìn)行投籃練習(xí)或模仿投籃練習(xí)，可以提高運(yùn)動員的命中率，但改善出手速度并不明顯。在籃球比賽中，由于防守的密集，迅速的出手速度成為重要的指標(biāo)。教練員和運(yùn)動員應(yīng)積極研究如何提高出手速度，在保持一定命中率的同時，盡量提高運(yùn)動員在比賽中的速度，從而提高球隊的戰(zhàn)斗力。

5.2、利用Sports code 對新技術(shù)、新戰(zhàn)術(shù)的創(chuàng)造

在籃球訓(xùn)練中，出現(xiàn)了許多新技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)。而信息科技是其中最出色的，突破了運(yùn)動員以往必須自己完成的局限，縮短了比賽流程，拉近了空間距離，為信息的表達(dá)提供了更多的時間和空間。能夠?qū)㈧o態(tài)的圖像轉(zhuǎn)化為栩栩如生的人物，并通過組合、拼接、轉(zhuǎn)化等方法進(jìn)行創(chuàng)造。信息技術(shù)的虛擬技術(shù)使得連貫而復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)動作通過計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分解和組合，再加上重點圖標(biāo)和亮點等輔助，使學(xué)生更容易理解和掌握新的技巧。信息科技可以自由調(diào)整動作幅度、方向、速度等，極大擴(kuò)展了創(chuàng)造的可能性，并能迅速將新的戰(zhàn)術(shù)和技巧思想運(yùn)用到比賽。

6、結(jié)論

本文深入探討了運(yùn)動表現(xiàn)分析技術(shù)在籃球運(yùn)動中的應(yīng)用、對球員的幫助以及合理運(yùn)用這些技術(shù)的策略。通過對信息技術(shù)的分析，了解了其原理和功能，并發(fā)現(xiàn)其在籃球訓(xùn)練和比賽中的廣泛應(yīng)用。通過實驗設(shè)計和實施，使用Vicon 系統(tǒng)追蹤運(yùn)動員的動作，分析了實驗結(jié)果。實驗前和實驗后的數(shù)據(jù)對比揭示了這一技術(shù)對提高技術(shù)訓(xùn)練的有效性，尤其是在單手肩上投籃的命中率和出手時長方面。同時，通過Sports code 軟件的戰(zhàn)術(shù)分析，能更深入地了解比賽戰(zhàn)術(shù)，有助于制定更具針對性的戰(zhàn)術(shù)和個性化的訓(xùn)練計劃。綜合來看，這些技術(shù)為籃球運(yùn)動員提供了顯著的幫助。提高了技術(shù)訓(xùn)練的效果，幫助教練更好地理解運(yùn)動員的技術(shù)問題，從而改進(jìn)運(yùn)動員的技能。