简易计算机辅助训练系统在中小学田径训练中的运用

王　成

1.当今计算机辅助训练系统现状

CAS(Computer Assistant Sport)是计算机辅助运动的英文简称,是多种信息技术融合的产物。CAS中的技术包括光机电一体化智能化测试技术、计算机图形技术、视频处理技术与大型数据库管理和互联网络技术。

目前国际上主要流行这样几款软件:

图像解析类软件。通过摄像机对运动员(或器械)进行拍摄,获取运动图像,再根据人工或自动标记解析,计算出被测对象的运动速度、高度,或者位置信息。

测量分析类软件。通过各种传感器,比如激光、红外线等传感器将所要采集的信号传输到计算机进行相关计算和分析。

心理监控类软件。通过光学系统跟踪标示点,通过图像算法获得运动员的三维空间坐标信息的3D空间数据采集系统。

技术分析和统计类软件。通过分析采集到的脑电、皮电信号,甚至一些问卷方式来判断运动员的心理活动情况。

2.中小学田径训练怎样使用CAS

硬件我们采用学校现有的多媒体计算机,配置为P2.8G 1G的内存64M的显卡,高质量拥有1394接口的视频采集卡,高质量DV机和DC机各一台。

软件上为达到创作高质量多媒体效果,我们的软件环境以Windows XP操作系统为软件环境,在此基础上选择了Broad-WAY动态视图频图像采集与编辑软件,编辑软件Premiere、图像编辑软件Photoshop、三维动面制件软件3Dsmax和多媒体创作集中软件Authorwar。

利用DC和DV通过对田径运动员技术动作的拍照和摄像把视频数据通过视频采集卡的1394接口传入计算机,然后找到一个优秀的田径运动员比赛时的视频资料,如:刘易斯的比赛片断,通过premiere等非线编辑软件使两个视频同步,并可以截取片断。这样—来,就可以让运动员从感官上找到自己和优秀运动员在技术动作上有哪些差异,再通过教练的指点就可以迅速掌握技术要点,从而进一步提高水平。

对于新选材的队员可以通过制作CAI(计算机辅助教学)课件,让他从课件当中分析技术动作,同样也是感知认识的一个快捷的途径。

另外可以通过3Dsmax等软件,利用运动生物力学的原理制作出比较符合该运动员的模拟动作,然后把实际成绩的数据录入软件形成一个公式。然后在模拟动画上适当改变动作然后套用公式,看看模拟的运动成绩是否能提高,如果提高我们可以适当让运动员按照模拟的动作去训练,这样势必会提高一些运动成绩。

3.中小学田径队使用简易的CAS达到的效果。

对张家口桥西区新华小学9-13岁田径队队员(32人)进行实验。

实验过程

(1)查阅有关资料,掌握相关软件的使用方法。

为了采集高质量的图像资料以及其他信息,我选用了非线编辑软件Premiere和3维动画制作软件3Dsmax还有图片编辑软件Photoshop。另外为了便于操作,选用 Authorwar软件把收集而来的各种数据整合在一起使这些数据可以方便对比和切换。查找相关的视频、图片、文字素材。

(2)确定几个动符较复杂的田径技术动作,制作相应录像、动画和图片。

根据田径项目动作的难易程度,及各训练项目所拥有队员人数的多少,先用Premiere制作背越式跳高、跳远、100米跑的世界锦标赛优秀运动员的比赛录像和图片。把这些运动员的各个活动关节点上点,算出距离等,然后根据这些参数利用3Dsmax制作出动画。

以上完成后,就该收集本校被测试运动员数据了,先用DV和DC拍下本校被实验运动员的技术动作,输入到计算机同样用Premiere和3Dsmax编辑生成视频和动画。

(3)实验测试。

等结果出来之后,利用Authorwar软件进行整合以利于队员做对比。

例如:在把12岁跳高运动员张某(男)的各种技术动作信息输入加工编辑后,让张某看男子世界跳高纪录保持者哈.索托马约尔和女子世界纪录保持者科斯塔迪诺娃的比赛录像和动画,然后再看自己的比赛录像和动画。看播放的时候使用慢动作甚至暂停来对比张某和优秀运动员的差距。由于运动员年龄小,理解能力和观察能力不是特别细致,在本次的实验中教练必须做些指导。通过观察和教练的指导,队员张某很快意识到并主动找到了自己的技术动作出现的问题—— a.髋关节和踝关节没有充分的伸直;b.摆动腿摆到最高位置时,摆动腿没有相应的向内转;c.起跳腿在起跳之前的一瞬间没有很好的和摆动腿协调配合。

让总结出问题的队员张某等被实验队员根据自己技术问题所在继续改进训练,而其他没有参加实验的同等素质、身体形态差不多队员则由教练讲解的传统方法来训练。

在完成各项实验后,分别进行技评和成绩测试,与同等素质、身体形态差不多,用同样时间进行传统训练教学的队员(称常规组)相比较,得出结论。