В статье рассматривается применение программно-аппаратных биомеханических комплексов для совершенствования технической подготовки спортсменов.
Акцент делается на доступности для будущего спортивного педагога оптико-электронного анализа. Современный уровень развития компьютерной техники позволяет тренерам и научным работникам в области спорта проводить глубокий количественный анализ техники двигательных действий с применением цифровых видеокамер и свободно распространяемого компьютерного приложения Kinovea.
ВВЕДЕНИЕ
Биомеханика – наука, целью которой является поиск наиболее рациональных способов решения двигательных задач. Именно положения и закономерности биомеханики должны лежать в основе формирования правильной техники двигательных действий спортсменов.
Тренер, приступая к обучению спортсменов, должен иметь четкое представление о технике двигательного действия, уметь грамотно её оценивать, а также выявлять пути ее совершенствования.
Следует различать качественный и количественный биомеханический анализ. Качественный анализ (не означает хороший!) подразумевает оперирование качественными прилагательными: дальше – ближе, выше – ниже, быстрее – медленнее и т.д. Такой анализ, хоть он и является наиболее оперативным, в настоящее время не позволяет добиться глубокого понимания закономерностей движения. Наибольшую ценность в современной системе физического воспитания и спортивной тренировки представляет количественный биомеханический анализ, основанный на оперировании конкретными числовыми значениями.
Ограниченность качественного визуального анализа связана с высокой скоростью спортивных движений, большим количеством параметров для анализа и, как следствие, субъективностью оценки.
Любое двигательное действие следует рассматривать как систему, состоящую из большого числа взаимосвязанных параметров: кинематических (пространственных, временных, пространственно-временных) и динамических (инерционных, силовых, энергетических). Системный анализ и системный синтез – два подхода, позволяющих приблизиться к пониманию движения.
В современной биомеханике существует несколько основных инструментальных методов изучения движения [13]:
1) оптико-электронные методы регистрации параметров движения – позволяют определить кинематические параметры;
2) тензодинамография – выявляет динамические параметры движения;
3) электромиография – оценивает биоэлектрические потенциалы, возникающие в мышцах.
Из всех методов биомеханики наиболее доступным является оптико-электронный метод.
Видеоанализирующие системы в прошлом производили многие западные компании ("Peak Performance Technologies Inc.", Motion Analysis Inc". " Biovision", "Elite", "Sell Spot", "Oxford Metrics", "Optotrack", "Costel", "Coda", "Northern Digitail's Watsmart", "NAC Videometrics", "Sony"). Однако они были слишком дорогими для отечественного научного потребителя, а тем более, тренера. В нашей стране видеоанализирующая система собственной разработки использовалась во ВНИПИ "Спорт" для анализа спортивной техники в плавании (Р. Хальянд), гимнастике, прыжках в воду и на лыжах с трамплина, легкой и тяжелой атлетике (Н.Г. Сучилин, В. Г. Уваров) [16].
Профессиональный биомеханический комплекс, имеющийся в институте физической культуры и спорта Липецкого государственного педагогического университета имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, включает аппаратную и программную части.
Аппаратная часть:
1. Высокоскоростная цифровая камера (FASTEC до 1000 кадр/с).
2. Тест-объект.
3. Маркеры (светоотражатели).
4. Прожекторы.
Программная часть:
1. Программа записи видео с высокоскоростной цифровой камеры.
2. Программа для удвоения частоты кадров.
4. Программа обработки видео по контрольным точкам.
5. Программа анализа полученных данных
Приступая к исследованию, необходимо определиться с концепцией исследования. Исследование может выполняться с целью: 1) выявления индивидуальных особенностей техники спортсмена; 2) проведения сравнительного биомеханического анализа техники нескольких спортсменов; 3) выявления изменений техники на различных этапах подготовки.
Процедуру съемки во многом определяет специфика исследуемого движения. От особенностей вида спорта зависит количество исследуемых контрольных точек и звеньев тела, а также ракурс съемки.
Следует помнить, что даже самые дорогие видеоанализирующие системы не дают ответа на 3 важнейших, с точки зрения обеспечения технической подготовки спортсменов, вопроса.
1. Каковы параметры оптимальной техники?
2. Чем отличается техника конкретного спортсмена от оптимальной техники?
3. Как изменится спортивный результат конкретного спортсмена, если он каким-то образом изменит параметры своей техники?
В июле 2012 года в Мельбурне проходила XXX конференция Международного общества спортивных биомехаников, на которой, в частности, обсуждался вопрос доступности технологий биомеханического анализа не только для ученых-теоретиков, но и тренеров-практиков. Содержательный доклад был сделан новозеландскими учеными из института компьютерных и математических наук Борисом Басиком и Патрией Хьюм. В их работе приводится обзор свободного программного обеспечения с открытым исходным кодом для биомеханического анализа. На их взгляд, основными требованиями к программам видеоанализа являются:
1) возможность «живой» передачи сигнала с видеокамеры на компьютер;
2) функция замедленного повтора движения;
3) возможность нанесения пояснений на видеоряд (в виде стрелок, геометрических фигур, надписей);
4) возможность обработки видео (перекодировка в различные форматы, обрезка, выделение фрагмента, поворот, изменение размера, добавление логотипов, поворот на 90° и т.д.)
5) возможность линейного и углового кинематического анализа.
Кроме этого, необходимо, чтобы программы были нетребовательны к компьютерным мощностям, имели понятный и доступный для тренера интерфейс.
В результате тестирования были рекомендованы 4 бесплатные программы, которые в совокупности отвечают всем вышеизложенным требованиям.
Рекомендуемое свободное программное обеспечение.
1. VirtualDub (http://www.virtualdub.org/) – свободная программа для захвата, монтажа и редактирования видеопотока для платформы Windows, позволяющая выполнять: вырезание и склеивание, конвертацию, перекодирование видеофайлов, а также видеозахват (преобразование аудио и видеопотоков в видеофайлы). Программа позволяет работать с большим числом видеоформатов.
2. VLC mediaplayer (http://www.videolan.org/vlc/) – свободный медиаплеер, воспроизводящий большинство существующих видеоформатов.
3. Longomatch (http://longomatch.org/) – свободное программное обеспечение, позволяющее записывать, редактировать и анализировать видео.
4. Kinovea (http://www.kinovea.org/) – свободное программное обеспечение, позволяющее проводить линейный и угловой кинематический анализ выполняемого движения.
Читать полностью:
Коршиков, В. М. Биомеханика / В. М. Коршиков, А. А. Померанцев. – Издание 2-е, переработанное. – Липецк : Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, 2019. – 95 с. – ISBN 978-5-907168-19-0. – EDN ZYDYPZ.