動作解析技術與現代體育訓練國內外研究綜述

彭秋萍

（百色學院 體育學院，廣西 百色 533000）

1 國外研究綜述

國外關于體育訓練中的動作解析研究起步相對較早，尤其是在歐、美等傳統體育強國。無論是在學校的體育教育方面，還是在專業運動員訓練方面，專業化的局部動作解析、視頻圖像解析動作的方法都有較為普遍的運用。例如：Anderson（1994）則將研究焦點關注在足球領域。通過采用連續性錄像分析的方法，Anderson詳細記錄下了6名足球初學者在接受訓練課程之后的技術動作的變化。通過20次連續不間斷的課程記錄，以及與3名專業足球運動員相同技術動作的數據比對，Anderson（1994）發現，借助錄像分析方法，以及運動數據分析系統，足球初學者腿部的最大線速度得以明顯提高，同時初學者的身體協調性也有較大幅度的改進。

Fazlollahi（1997）在排球訓練過程中運用影像呈現和分析軟件，通過比對的方法，對排球初學者和專業運動員的肢體動作進行研究。在研究過程中，Fazlollahi將所有排球初學者樣本和所有專業排球運動員樣本的肩部、肘部、臂部、腕關節、肘關節、髖關節、膝關節等主要部位進行標記，通過比對初學者和專業運動員之間這些標記部位的運動軌跡的不同，發現排球初學者和專業排球運動員之間在肢體間的系誒套型差異，進而更好的幫助排球初學者提高學習和練習效果。

日本的高井勇志（2000）在對橄欖球的比賽視頻分析過程中開發了一套視頻分析系統。該種系統專門針對橄欖球運動，通過計算機圖形學技術，高井勇志虛擬了橄欖球比賽的場景，并通過投影設備將虛擬影像投放在屏幕上，從而輔助橄欖球運動員更加清晰的了解比賽中的戰術、跑位等，極大提升橄欖球訓練（尤其是賽前訓練）的效果和效率。

澳大利亞昆士蘭大學的Andrew和Brian等人（2003）在高爾夫球運動的訓練中引入了人體運動信息捕捉方法。該種方法以視頻記錄為藍本，通過特有的人體運動信息捕捉工具，將高爾夫運動訓練中的一些列動作進行系統剖析和清晰呈現。此外，該兩位學者的這種方法，免除了傳統視頻影像呈現和分析過程中的動作標記、記錄對象身上粘貼傳感器等繁瑣工作，是一種改進了的影像呈現分析技術。芬蘭的Perttu（2004）在其對大學運動員的運動訓練中，運用一種可以通過動作和語音控制的視頻系統。這種視頻系統通過延時來更為清晰的將運動員的復雜技術動作清晰、準確的呈現出來。根據Perttu（2004）的相關研究和實驗發現：這種視頻系統對于武術和雜技等連續性、復雜動作的訓練和提升非常有益。

根據Chollet（2008）對美國著名游泳教練Schubert的訓練研究發現,Schubert將一種裝有DARTFISH軟件的視頻反饋系統應用到游泳教學斷的提升游泳過程中的有效動作，提升劃水效率和效果。通過該科學訓練技術和方法，Schubert教練帶領南加利福尼亞大學游泳隊贏得三次NCAA冠軍和多次全國冠軍。

2 國內研究綜述

相對于歐美等體育發達國家，我國在體育教學和體育訓練中對現代影像技術和動作解析技術方法的使用方面起步相對較晚。然而，隨著我國職業化體育以及高水平體育運動的不斷深入發展，一些專業體育院校教師、體育教練員已經逐步開始接觸和使用這些科學的訓練方法。

王建欣（2005）探索了田徑技術教學中即時反饋系統制作方法和應用的規律及特點。通過采用即時反饋系統，王建欣（2005）發現學生對部分田徑技術的理解有明顯的提高。同時，通過即使反饋系統中的動作解析和比對，學生能及時直觀、精準的知道自己在練習過程的技術動作狀況,極大提高了學生田徑練習的主動性和積極性,有效降低教師的勞動強度。

謝路，廖慶敏（2005）則將視頻影像技術運用到跳水運動中。該研究者提出了一種基于運動目標分割的跳水動作視頻拼接方法。通過該方法，跳水運動員的跳水動作全過程被記錄下來，此外，謝路等海利用分割技術區分視頻內容的前景和背景,并完成拼接,解決了由于視差帶來的拼接失配問題。該種技術對解析跳水運動員的全過程動作有非常顯著的作用。

李玉剛等（2006）用松下Nv-MD900O攝像機（拍攝頻率為50幀/s）對武術套路中的旋風腳720度技術動作進行拍攝,并應用ARIEL三維圖像解析系統對所攝技術動作進行解析。通過對該動作視頻的不斷回放，以及動作數據的比對，李玉剛（2006）研究發現在該技術動作中，運動員身體重心上升的高度是完成該動作的前提,一旦運動員騰空高度不夠,若要完成該技術動作只能靠提高身體在空中的轉動速度。

韓春英、韓甲（2007）通過TJ-MOTION三維圖像解析系統研究了女子健美操中的難度技術動作。在研究中，韓春英、韓甲（2007）用TJ-MOTION三維圖像解析系統系統呈現和解析了國家運動健將級女子體操選手別蓁蓁的直角支撐轉體720度技術動作，通過三維立體式的圖像呈現和解析，韓春英找出別蓁蓁在該難度動作中的不合理技術動作，從而幫助其更好的提高該難度的完成效果。

魯凡等（2008）結合國家男子跆拳道隊的實際訓練，開發了一種視頻反饋系統，該系統集視頻采集、數據統計、延時回放、數據信息庫于一體，經過長時間的實踐，驗證了該視頻反饋系統在提高運動員訓練水平和競技水平方面有顯著作用。鄧磊（2011）將SIMI-Motion運動圖像解析系統與重劍運動結合起來。通過該運動圖像接解析系統，鄧磊對重劍運動員在不同速度下進行弓步刺動作的肘關節、膝關節的運動學特征進行系統分析，進而對影響重劍運動員運動協調性和流暢性關鍵因素進行了解析，有效幫助重劍運動員提升技術動作效果。

3 結語

動作解析技術與現代體育訓練已經密不可分，本文通過對國內外這一領域的研究、應用等進行系統歸納、綜述，力圖全面呈現國內外動作解析技術在現代體育訓練中的應用、研究情況。本文可為一線體育工作者、教練員、運動員以及關注動作解析技術的相關人士在體育訓練方面提供有價值的參考。

［1］Anderson DI，Sidaway B，Coordination changes associated with practice of a soccer kick［J］.Res Q Exerc Sprot，1994，65（2）93-99.

［2］Fazlollahi B，Parikh MA，Verma S，A novice-expert comparison of（intralimb）coordination sub-serving the volleyball serve［J］.Human Movement Science，1997，16（5）:653-676.

［3］高井勇志，A Football Training System Using Video Analysis and VR Technology［D］.Master'sThesis，NaraInstitute of Scienceand Technology，2000.

［4］Anderw W B，Smith Brian C Lovell，Autonomous Sports Training from Visual Cues［C］.Proceedings，Australian and New Zealand Intelligent Information Systems，2003，279-284.

［5］Perttu.Hamalainen.Interactive Video MirrorSFor Sports Training［C］.Proceedings，3rd Nordic Conference on Human-computer Interaction，2004，199-202.

［6］Chollet D，Seifert LM，Carter M.Arm coordination in elite backstroke swimmers［J］.J Sports Sci，2008，26（7）：675-682.

［7］王建欣，田徑技術即時反饋系統的研制及實踐論證［J］.紹興文理學院學報，2005，25（12）：107-110.

［8］謝路，廖慶敏，跳水動作視頻拼接［J］.電視技術，2005 增刊，278:122.

［9］李玉剛，嚴發本，肖紅征，梅漢超，我國優秀武術運動員旋風腿720 度三維圖像特征分析［J］.武漢體育學院學報，2006，40（2）：39-42.

［10］韓春英，韓甲，經濟健美操直角支撐轉體720度的生物力學分析［J］.北京體育大學學報，2007，30（6）：863-865.

［11］魯凡，艾康偉，肖書明，張雷，高志紅，視頻反饋在跆拳道訓練和比賽中的應用［J］.中國體育科技，2008，44（3），124.

［12］鄧磊，任杰，郭黎，重劍運動員弓步刺動作協調性的非線性動力學特征［J］.上海體育學院學報，2011，35（2）：16-19.