探究Dartfish运动分析软件在排球技术教学中的应用

胡灵慧 高山林

（湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005）

排球作为一种综合性体育项目，对力量、健美、柔韧性和协调性等方面有较高的技术要求[1]。在排球的技术教学过程中，如何准确、全面地分析学生的动作并提供有效的指导和反馈，一直是教练和学生面临的挑战[2]。随着现代科技迅猛发展，运动分析软件成为一种有力的辅助工具，可以为教练和学生提供深入、客观的动作分析和改进途径[3]。该文重点探究运动分析软件在排球技术教学中的应用，通过Dartfish软件提供的录制回放、动作比较分析、动作定位调整以及数据统计功能，结合教试验分析软件在排球技术教学的应用价值，试验结果表明，Dartfish运动分析软件在排球技术教学中具有广阔的应用前景，利用软件提供的功能，教练可以精细、全面地评估和指导运动动作。这种科技辅助的教学方法可以提高学生的技术水平和学习效果，推动排球技术教学的发展。

1 Dartfish运动分析软件的应用优势

采用Dartfish 运动分析软件可以使学生对自己的技术动作有更直观、清晰的认识[4]。传统的教学方式为人眼观察和指导，存在一定的局限性[5]，而Dartfish运动分析软件可以提供一种科学、高效的教学工具[6]。Dartfish运动分析软件具备的一些功能在排球技术教学中可以发挥巨大优势。

Dartfish软件可以通过录制和回放视频来捕捉和分析排球动作，教练和学生可以使用该软件来观察和评估动作细节，以便及时发现问题并进行纠正。Dartfish能够对视频进行缩放和慢动作播放，这对研究和理解复杂的排球动作非常有用。学生可以仔细观察每个动作的细节，并通过反复观看和分析来改进技巧。Dartfish可以同时播放多个视频，教练可以方便地比对不同学生或不同时间段的动作，有利于评估学生的进展、寻找改进的空间以及跟踪技术的变化。Dartfish允许用户在视频中添加标记和标签，以便快速定位和跳转到关键动作或特定事件。教练可以使用这些标记来指导学生并提供更具体的反馈。除了视频分析外，Dartfish还提供数据分析和统计功能，它可以提供关键指标，例如运动员的速度、灵活性以及身体位置等，教练根据这些数据评估学生的表现，并制订更有针对性的训练计划。综上所述，Dartfish运动分析软件在排球技术教学中的优势包括视频分析功能、缩放和慢动作功能、比较功能、标记和标签功能、数据分析和统计功能以及分享和协作功能。这些功能使教练可以更好地观察、分析和指导学生。

2 Dartfish运动分析软件在排球技术教学中的应用

2.1 动作录制与回放

使用Dartfish软件进行动作录制可以捕捉和记录学生执行排球技术动作的真实表现，有助于教练和学生准确观察和分析动作的细节，发现潜在的改进空间，动作录制与回放的流程如图1所示。

图1 动作录制回放流程图

将摄像机或其他设备连接到电脑后，双击图标启动软件，在软件中选择文件（File）菜单，然后选择新项目（New Project），输入项目名称并选择保存位置，单击确定，从而在软件中创建新的教学项目。在项目中，选择场景（Scene）菜单，然后选择新场景 （New Scene），输入场景名称并选择保存位置，单击确定，将场景的一些属性信息加入项目中，以便与其他项目进行区分。在软件中，选择设备 （Devices）菜单，然后选择配置（Configure），在配置窗口中，选择已经连接完毕的视频设备并设置分辨率、帧率等参数，单击确定。在场景项目中选择录制（Record）菜单，此时会出现录制界面，选择视频输入后就可以进行视频录制，单击录制按钮开始录制，当需要的排球动作视频录制完成后，单击停止按钮，结束视频录制。

视频回放以流畅的60 f/s为最佳，这说明每秒钟将播放60个图像帧，为了实现这一点，Dartfish运动分析软件可以支持以60 f/s的帧率录制视频。分辨率设置为1 920 pt×1 080 pt，这是高清晰度（Full HD）的分辨率，可以提供清晰的图像质量。打开应用程序或软件，并导航到回放（Playback）菜单。在回放界面可以看到之前创建的项目信息和相关的视频文件列表。选择想要回放的视频后，单击播放（Play）按钮开始回放，这将触发视频播放操作。同时，采用硬件加速来减轻CPU的负载，以确保视频平滑播放。

2.2 动作标记比较

作为专业的运动分析软件，Dartfish提供了各类功能性工具，动作标记的原理是抓取视频中的某一帧视图作为技术教学的参考。Dartfish依靠计算机视觉算法来跟踪视频中的运动物体，导入要标记和比较的视频素材，在工具栏中点击视图，然后点击新视图，在对话框中选择比较选项，在视频播放过程中点击Dartfish的播放控件，例如暂停、快进和慢放等，观察和比较不同动作的细节，并通过比较连续视频帧之间的像素差异来识别并跟踪目标物体的运动，像素差异如公式（1）所示。

式中：ΔP（x，y）为像素点（x，y）的变化；I（t）为当前帧的像素值；I（t-1）为前一帧的像素值。

在像素差异计算完成后，可以计算此时对应的运动向量（dx，dy），运动向量如公式（2）所示。

式中：I（x，y，t）为当前帧的像素值；I（x+dx，y+dy，t+dt）为下一帧对应像素点的值。

与此同时，采用Dartfish带有的标记工具可以在视图中标记关键动作以及时间点。同样的方式可以截取视频中带有排球击打动作的视图，2张视图就可以作为动作比较的教学素材，对不同动作进行对比，可以凸显出不同动作之间的差异。

2.3 动作定位与调整

打开软件，在场景导航窗格中选择已录制好的动作视频，该视频包括但不限于专家演示排球发球、扣球技巧，或者是其他技术性动作的示范。选取视频后，接下来的步骤将帮助学生更深入地理解和分析这些动作。单击工具栏中的回放（Playback）按钮，启动视频回放功能。逐帧回放导航视频，确保学生能够捕捉每个关键动作步骤的细节。这对于技术教学非常重要，因为细节常常决定了成功与否。在回放界面中，单击工具栏中的角度测量（Angle Measurement）按钮，该工具支持测量和分析排球运动中的角度，角度在排球技术中非常重要。可以测量发球动作中的手臂和手腕的角度，以确保学生的动作正确，也可以测量击球时排球与地面的角度，以帮助学生理解如何以正确的方式击球。

在该过程中，Dartfish利用视觉算法，基于特征点识别和定位运动员的关节或身体部位。可以通过关键点的位置计算视觉算法中的关节角度，肩膀、肘关节和手腕的角度如公式（3）所示。

式中：a、b和c为关节之间的线段长度。

如果需要定位的动作为连续性动作，就采用Dartfish中的运动轨迹分析工具跟踪身体部位的运动轨迹。在现代技术教学中，利用动作视频并结合高级工具（是一种教学方法，该方法不仅能够提供视觉示范，还可以通过分析身体部位的运动轨迹来更深入地指导学生，特别是在排球技术的教学中，这一点显得尤为关键。

运动轨迹工具的作用是跟踪和分析视频中的身体部位的运动，这对于检查动作的准确性和改进技巧非常有帮助。在视频分析阶段，选定要跟踪的身体部位，包括排球运动员的上臂、下臂或下腿。单击并拖动鼠标，选择一个位置来进行初始化跟踪。该位置通常是身体部位在视频中的起始点，以手臂的位置在发球动作开始时为最佳。选定后，将鼠标指针放在要跟踪的身体部位上，单击并拖动鼠标，以追踪其运动轨迹。此时，在视频中创建一个轨迹，就能显示所选择的身体部位的运动路径。在不同的帧之间进行调整和更新，来跟踪整个动作的过程，从而详细了解身体部位的移动方式和轨迹变化。

通过分析身体部位的运动轨迹，教练可以更准确地进行生物动力学评估，包括身体形状、方向和方面的变化。这有助于教练检测潜在的问题和不准确之处。当学生发球时，如果学生手臂的运动轨迹不符合标准的角度和速度曲线，那么教练可以根据运动学分析提供具体的改进建议。运动轨迹工具还可以用来进行姿态分析，从而比较不同学生的动作，找出差异并提供个性化的教学指导。通过与标准动作轨迹进行比较，教练可以帮助学生更好地理解正确的技术细节，从而提高其排球技能。

2.4 数据统计

Dartfish允许用户创建自定义的数据表格，以适应满足排球技术教学的需求。用户可以自定义数据表格的字段，以记录各种不同类型的关键数据，例如发球速度、扣球角度以及发球位置等，这些字段可以根据具体教学目标进行设计。当观看教学素材视频时，使用Dartfish的工具栏中的数据分析工具对视频内容进行分析，例如使用角度测量工具来测量发球的角度、使用距离测量工具来测量球的距离。这些工具支持实时测量和历史数据记录，确保准确地捕捉关键运动参数。数据记录完成后，用户可以利用Dartfish的分析功能来分析和计算数据，包括创建自定义公式，以便根据教学目标执行特定的数据计算，以发球角度为例，假设（x1，y1）和（x2，y2）是发球点和扣球点的坐标，则角度β的计算过程如公式（4）所示。

同时，Dartfish提供了强大的可视化工具，可以对数据进行可视化处理，当进行排球教学时，利用这些工具创建柱状图、折线图以及散点图等，可以更好地理解和展示数据结果。具体应用于通过图表和图形工具，比较不同运动员的数据，跟踪进步情况，或者展示技术上的改进点。Dartfish允许将统计数据导出为不同格式，包括Excel、CSV等，方便用户进一步处理数据，从而进行更深入的分析，或与其他人共享结果。导出的数据可以用于制订教学计划、改进训练方法，或者为运动员提供个性化的反馈。

3 应用效果评估

3.1 研究对象

该文探究Dartfish运动分析软件在排球技术教学中的应用，选取某校2个专业的排球团队学生（共30人）作为应用效果评估对象，15人为一组，共分为2个组进行排球教学。一组作为试验组，在排球教学中引入Dartfish运动分析软件，教练使用该软件录制学生打排球的动作视频，并使用软件的分析工具对录像进行分析并反馈，同时学生会接受基于Dartfish分析结果的个体和团队指导和训练。另外一组作为对照组，基于未使用软件的传统教学方式进行教学。

3.2 对比研究试验准备

教学过程中为2组学生提供相同的教学内容、教学要求以及考核验证标准，教学内容为教练完整动作示范→动作分解讲解→学生模仿练习→动作纠正→教学结果展示。采用Dartfish软件的试验组在录制视频前，在学生的肘、肩以及腕关节等部位贴上标签，以便于在视频中可以明确观察相关部位的动作。为了减少其他因素对研究结果的影响，试验开始前对试验组和对照组的学生的基本条件进行统计和分析，基本条件平均值对比结果见表1。

表1 试验组和对照组学生信息分析表

由表1可知，2组学生平均身高相差0.10 cm，平均体重相差1.28 kg，平均体能素质相差1.9分，有排球运动基础的学生人数相差2%，说明2组学生在进行排球学习前基本素质条件无显著差异，可以满足对比试验的要求。

3.3 研究试验结果分析

将排球教学的内容分为5个动作组合，按照教学顺序表示为组合一～组合五，经过相同时间学习后，以完成标准动作的时间作为考核标准对2组学生进行考核，考核结果见表2。

表2 平均考核动作时间对比（单位：s）

由表2可知，采用Dartfish运动分析软件学习排球的试验组学生完成各动作组的时间显著比进行常规学习的对照组短，最大的时间差为3.43 s，根据快速发力、到位准确的排球技术评判标准，Dartfish在提高排球技术的教学中可以发挥明显的辅助作用。

4 结语

该文主要研究Dartfish运动分析软件的各项功能在排球教学中的应用，并通过排球教学的实际成绩证明Dartfish的可行性。研究结果表明，通过软件的各项功能，学生可以明确自身动作存在的问题并及时纠正。根据教学后的考核结果以及学生学习后的反馈来看，Dartfish运动分析软件可以精准捕捉学生的技术动作并反馈数据信息。综上所述，在现代教学技术中，运动轨迹工具是一种重要的工具，它通过生物动力学分析，为教练提供了更精确的教学方法，能够加强学生对动作标准的理解，并帮助他们不断改进和提高技能水平。在排球技术教学中，该方法可以帮助学生更快地掌握正确的技术动作，确保他们在比赛中表现出色。