 |
Биомеханический видеоанализ комплекса движений спортсменов в пауэрлифтинге
|
|
|
|
Биомеханический анализ представляет собой процесс, который связывает биомеха нику со спортивной тренировкой. Эта форма анализа нужна для решения вопросов постро ения движений, для определения биомеханических закономерностей двигательных действий. Такой анализ позволит разобраться в причинах и следствиях технических ошибок выполнения спортивных упражнений, найти пути их устранения, подобрать варианты эффективной индиви дуальной интерпретации техники упражнения и в то же время сохранить целостность рацио нальной основы техники. Основа техники обязательна и объективно необходима для любого спортсмена. Исключительное значение в овладении рациональной техникой имеет знание основных компонентов спортивного упражнения, обуславливающих решение главных ее задач. Поэтому важно правильно разработать основные требования, которые будут соблю даться всеми высококвалифицированными спортсменами и использоваться, исходя из биоме ханических структурно-фазовых критериев.
Детальное знание характеристик соревновательных движений в значительной степени помогает в разработке рекомендаций по методике совершенствования техники пауэрлиф-теров различной спортивной квалификации, а также в построении современного тренировоч ного процесса. Оперативность получения и наглядность представляемой информации легко достижимы при использовании современных технологий, в частности, видеоанализа, эффект которого определяется в значительной степени способом регистрации и видом, в котором эта информация попадает к спортсмену или тренеру.
Исследования кинематики движений человека и животных с помощью покадрового анализа изображений, полученных с помощью фото и кинотехники, известны с конца XIX века. Одни из первых исследований кинематики локомоций человека и животных были проведены J. Магеу (1830-1904). Применение киноружья позволило зарегистрировать кинематику локо моций человека, выполняемых с высокой скоростью, таких как, например, «сальто назад».
|
|
|
Наибольшее развитие этот метод, названный кимоциклографией, получил благодаря трудам Н. А. Бернштейна [до]. Суть его заключалась в регистрации перемещения суставов тела человека неподвижной фотокамерой. На суставы испытуемого крепили лампочки. Испытуемый
с включенными лампочками двигался перпендикулярно оптической оси камеры. Обтюратор
с вырезанным окном вращался перед открытым объективом фотокамеры. Окно обтюратора, периодически появляясь перед объективом, делало траекторию движения суставов прерыви стой. Для получения действительных координат траектории вручную обрабатывали на стерео
компараторе. По свидетельству профессора Д. Д. Донского (1971)> такой вариант регистраций локомоций обладал очевидными недостатками: большой длительностью (одна попытка зани мала две недели работы высококвалифицированного лаборанта) и сложностью организации эксперимента [55].
181
Пауэрлифтинг. От новичка до мастера
Регистрирующую часть метода кимоциклографии периодически подвергали модерни зации. Например, включенные лампочки заменили пульсирующими или производили замену маркеров типа «лампочки» на пассивно отражающие метки. Метод киноциклографии является бесконтактным. Использование стробоскопа с частотой пульсации юо Гц дало возможность определить кинематические характеристики локомоций с большой длиной шага и скоростью перемещения, например, бег, тройной прыжок [211].
В 70-80 -е годы прошлого века в Швеции и Италии была разработана методика, исклю чающая ручную работу при определении координат. Суть регистрации состояла в том, что на тело испытуемого крепили активные маркеры, работающие в инфракрасном невидимом спектре. Светочувствительная матрица фотокамер трансформировала зарегистрированное инфракрасное изображение маркеров в цифровой ряд и записывала координаты меток в оперативную память компьютера. Но, к сожалению, несмотря на существенную скорость получения кинематической информации, эта методика была лабораторной и имела ряд недо статков, например:
|
|
|
а) при повороте конечности источник излучения исчезал из поля видения камер; б) при перекрытии маркеров сегментами тела часть траектории движения пропадала;
в) при ярком солнечном свете (дополнительное инфракрасное излучение) точность регистрации существенно снижалась.
Как в тяжелой атлетике, так и в пауэрлифтинге долгое время использовались меха нические регистраторы движения, но постепенно и эти виды спорта стали применять кино-и видеокамеры с целью четкой корреляции траекторий особых точек с качеством выпол нения упражнений [99]. Достижением в этой области явилось создание высокоскоростных цифровых видеокамер, способных производить съемку со скоростью до 500-1000 кадров/с. Будучи совершенно незаметным и безвредным для человеческого глаза, инфракрасное излу чение, направленное на прикрепленные к телу испытуемого легкие маркеры, не отвлекает его от выполняемого в момент исследования задания. Отражение инфракрасного света от маркеров, в свою очередь, регистрируется установленным в камере CCD-датчиком, опре деляющим в режиме реального времени двухмерные координаты центров каждого свето отражающего маркера. При одновременном использовании нескольких камер компьютер строит трехмерную модель исследуемого движения. Обычно программный инструментарий подобных систем обладает богатыми возможностями для визуализации и количественного анализа различных параметров движения.
В отдельных случаях возможны решения, которые позволяют обойтись и без камер. Основу устройства составляет набор фотоприемников, расположенных по полуокружности радиусом 30 см. Такое устройство использовалось для контроля процессов реабилитации конечностей травматологических больных при выполнении ими тестовых упражнений. При этом угловые перемещения конечности вызывают поочередные затенения фотоприемников, которые регистрируются и обрабатываются компьютером. По полученным данным строятся графики угловых перемещений, скоростей и ускорений [90].
|
|
|
Специалисты ЗАО НПК «Видеоскан» (Москва) разработали аппаратно-программный комплекс для биомеханических исследований на базе синхронизированных высокоско ростных камер (с частотой кадров от ю о до 500 кадров/с). Система позволяет автоматически и полуавтоматически осуществлять слежение за положением отражающих меток на теле спортсмена, строить траектории движения меток в пространстве, рассчитывать графики изме нений во времени координат, скоростей, ускорений меток, текущие положения центров масс выделенных элементов тела.
18 2
Основные понятия биомеханики и техники в пауэрлифтинге
Современные зарубежные системы регистрации кинематических и динамических харак теристик локомоций, такие как ELITE, SELSPOT, VICON, COSTEL, ARIEL, PEAK PERFORMANCE, по причине ценового фактора являются не доступными для большинства российских исследо вательских центров: стоимость подобных комплексов составляет десятки, сотни тысяч евро.
|
|
|
