Исследование спортивной деятельности предполагает комплексное рассмотрение её с учётом всех составляющих компонентов. Этими компонентами являются тактика, техника, физическая подготовленность, психологическая и т.д. Важнейшей составляющей структуры подготовленности легкоатлета является уровень его техники.
Биомеханическое исследование техники предполагает фиксацию и обработку кинематических и динамических характеристик движений спортсмена. Исследование кинематики движений производится с помощью фото-, кино- и стробосъёмки. До последнего времени киносъёмка спортивных движений производилась в двухмерном пространстве. В последние годы, в связи с бурным развитием средств мультимедиа появилась возможность исследовать движения спортсменов в трёхмерном пространстве.
В Санкт-Петербургском институте кино и телевидения начаты исследования кинематики движений спортсменов в трёхмерном пространстве с помощью системы «захвата» (киносъёмки) Vicon.
Захват движения объектов в пространстве съемки (Motion Capture) – метод получения данных о движении объектов, в частности в медиаиндустрии – для анимации персонажей и объектов, основан на захвате траектории движения специальных маркеров, закрепленных на спортсмене. Данные захвата движений реального спортсмена переносятся затем на анимированный персонаж на компьютере.
Для захвата движения объектов используют специализированные аппаратно-программные комплексы – системы захвата движения (СЗД).
Известные биомеханические законы, по которым может изменяться взаимное положение частей тела человека, позволяют рассчитывать движение спортсмена по координатам маркеров, расположенных в характерных точках скелета. В этом случае задача захвата движения сводится к определению координат набора маркеров в пространстве съемки.
Эта система захвата движения относится к типу оптических пассивных систем. Оптические пассивные системы названы пассивными из-за того, что маркеры на теле спортсмена, только отражают посланный на них свет, но сами не светятся. В таких системах свет (видимый, ближний инфракрасный или инфракрасный) на маркеры посылается с установленных на камерах высокочастотных стробоскопов и отразившись от маркеров попадает обратно в камеру, сообщая тем самым позицию маркера.
В отличие от активных оптических и магнитных систем, пассивные системы не требуют, чтобы спортсмен носил провода или электронное оборудование. Пассивные маркеры – обычно сфера или полушария, сделанные из пластмассы или пены со специальной отражающей лентой.
Минусы оптических пассивных систем:
- При близком друг от друга движении маркеров система может их путать.
Плюсы оптических пассивных систем:
- Высокая точность.
- Возможность съёмки спортивных движений в любом виде спорта.
- Полное отсутствие помех.
- Спортсмен не обременён никакими блоками или проводами.
- Большая рабочая зона.
- Нет особых требований к рабочему помещению.
- Высокая прочность и низкая стоимость маркеров.
- Скорость съемки – до 240 кадров в секунду.
Комплект одежды спортсмена предназначается для крепления маркеров и включает в себя костюм, перчатки, шапочку, накладки на ботинки.
Костюм подгоняется по фигуре спортсмена при помощи липучек. Для стандартного скелета в системе используется 53 маркера. Из них 5 размешается на голове, 14 – на туловище, 16- на руках, 18 – на ногах. Маркеры являются опорными точками для переноса движения реального спортсмена на виртуальный скелет. Для корректного переноса движения, виртуальный скелет должен быть подогнан под реального спортсмена по пропорциям.
В настоящее время в рамках программы исследования кинематических характеристик движений спортсмена, нами произведены киносъёмки движений высококвалифицированных легкоатлетов. Произведена, также киносъёмка основных и подводящих движений спортсменов-новичков в этом виде спорта. Скорость съёмки составляла 100 к/с, что позволяло получить «не смазанную» картину изображения.
Нами были произведены киносъёмки легкоатлетических движений в беге, прыжках, метаниях и подводящих к ним упражнениям. Аналогичные, первичные, данные были получены при киносъёмке новичков, для дальнейшего их сравнительного анализа.
Далее будет произведён расчет кинематических характеристик движений спортсменов в этих видах спорта с помощью программы Microsoft Excel.