簡易計算機輔助訓練系統在中小學田徑訓練中的運用

王　成

1.當今計算機輔助訓練系統現狀

CAS(Computer Assistant Sport)是計算機輔助運動的英文簡稱,是多種信息技術融合的產物。CAS中的技術包括光機電一體化智能化測試技術、計算機圖形技術、視頻處理技術與大型數據庫管理和互聯網絡技術。

目前國際上主要流行這樣幾款軟件:

圖像解析類軟件。通過攝像機對運動員(或器械)進行拍攝,獲取運動圖像,再根據人工或自動標記解析,計算出被測對象的運動速度、高度,或者位置信息。

測量分析類軟件。通過各種傳感器,比如激光、紅外線等傳感器將所要采集的信號傳輸到計算機進行相關計算和分析。

心理監控類軟件。通過光學系統跟蹤標示點,通過圖像算法獲得運動員的三維空間坐標信息的3D空間數據采集系統。

技術分析和統計類軟件。通過分析采集到的腦電、皮電信號,甚至一些問卷方式來判斷運動員的心理活動情況。

2.中小學田徑訓練怎樣使用CAS

硬件我們采用學校現有的多媒體計算機,配置為P2.8G 1G的內存64M的顯卡,高質量擁有1394接口的視頻采集卡,高質量DV機和DC機各一臺。

軟件上為達到創作高質量多媒體效果,我們的軟件環境以Windows XP操作系統為軟件環境,在此基礎上選擇了Broad-WAY動態視圖頻圖像采集與編輯軟件,編輯軟件Premiere、圖像編輯軟件Photoshop、三維動面制件軟件3Dsmax和多媒體創作集中軟件Authorwar。

利用DC和DV通過對田徑運動員技術動作的拍照和攝像把視頻數據通過視頻采集卡的1394接口傳入計算機,然后找到一個優秀的田徑運動員比賽時的視頻資料,如:劉易斯的比賽片斷,通過premiere等非線編輯軟件使兩個視頻同步,并可以截取片斷。這樣—來,就可以讓運動員從感官上找到自己和優秀運動員在技術動作上有哪些差異,再通過教練的指點就可以迅速掌握技術要點,從而進一步提高水平。

對于新選材的隊員可以通過制作CAI(計算機輔助教學)課件,讓他從課件當中分析技術動作,同樣也是感知認識的一個快捷的途徑。

另外可以通過3Dsmax等軟件,利用運動生物力學的原理制作出比較符合該運動員的模擬動作,然后把實際成績的數據錄入軟件形成一個公式。然后在模擬動畫上適當改變動作然后套用公式,看看模擬的運動成績是否能提高,如果提高我們可以適當讓運動員按照模擬的動作去訓練,這樣勢必會提高一些運動成績。

3.中小學田徑隊使用簡易的CAS達到的效果。

對張家口橋西區新華小學9-13歲田徑隊隊員(32人)進行實驗。

實驗過程

(1)查閱有關資料,掌握相關軟件的使用方法。

為了采集高質量的圖像資料以及其他信息,我選用了非線編輯軟件Premiere和3維動畫制作軟件3Dsmax還有圖片編輯軟件Photoshop。另外為了便于操作,選用 Authorwar軟件把收集而來的各種數據整合在一起使這些數據可以方便對比和切換。查找相關的視頻、圖片、文字素材。

(2)確定幾個動符較復雜的田徑技術動作,制作相應錄像、動畫和圖片。

根據田徑項目動作的難易程度,及各訓練項目所擁有隊員人數的多少,先用Premiere制作背越式跳高、跳遠、100米跑的世界錦標賽優秀運動員的比賽錄像和圖片。把這些運動員的各個活動關節點上點,算出距離等,然后根據這些參數利用3Dsmax制作出動畫。

以上完成后,就該收集本校被測試運動員數據了,先用DV和DC拍下本校被實驗運動員的技術動作,輸入到計算機同樣用Premiere和3Dsmax編輯生成視頻和動畫。

(3)實驗測試。

等結果出來之后,利用Authorwar軟件進行整合以利于隊員做對比。

例如:在把12歲跳高運動員張某(男)的各種技術動作信息輸入加工編輯后,讓張某看男子世界跳高紀錄保持者哈.索托馬約爾和女子世界紀錄保持者科斯塔迪諾娃的比賽錄像和動畫,然后再看自己的比賽錄像和動畫。看播放的時候使用慢動作甚至暫停來對比張某和優秀運動員的差距。由于運動員年齡小,理解能力和觀察能力不是特別細致,在本次的實驗中教練必須做些指導。通過觀察和教練的指導,隊員張某很快意識到并主動找到了自己的技術動作出現的問題—— a.髖關節和踝關節沒有充分的伸直;b.擺動腿擺到最高位置時,擺動腿沒有相應的向內轉;c.起跳腿在起跳之前的一瞬間沒有很好的和擺動腿協調配合。

讓總結出問題的隊員張某等被實驗隊員根據自己技術問題所在繼續改進訓練,而其他沒有參加實驗的同等素質、身體形態差不多隊員則由教練講解的傳統方法來訓練。

在完成各項實驗后,分別進行技評和成績測試,與同等素質、身體形態差不多,用同樣時間進行傳統訓練教學的隊員(稱常規組)相比較,得出結論。