一引言:
体育运动研究室科学技术发展的体现,它推进了运动技术水平低不断提高,随着足球运动日益发展,各国对足球成绩的重视,投入了大量的人力和物力。因此足球项目的训练方法必须有传统的经验传授性教学,向模式化,程序化的训练趋势转变,逐渐发展队员的自我分析能力,和解决问题的能力。
动态捕捉技术和多媒体技术(CAI)均是能给体育运动带来巨大发展的革命性技术。前者能将学生的动作分析过程从简单是图片,视频分析,转变为立体的数据分析,更提供运动雪和动力学,生理学的分析的依据。找到学生肌肉位置的差异。为足球技术的发展提供了训练效果分析的数据,让教练员发现学生细小错误 ,改进训练计划提供了依据。其带来是技术示范更为标准,因教练员的状态而造成的人为误差更小,所包含的信息量更多。学生也可以根据范例,结合自身情况参照学习。因此在足球教学过程中,掌握运用动作捕捉技术与示范式教学相结合,可以有效的改变教学中的不足之处,提高教学效果,这表明该研究的应用前景极高。
二动作捕捉在足球教学中的实践意义
1动作铺做技术在足球中应用,就是在足球运动员的主要身体部位,设置好信息收集点,借助摄像头,定位装置的跟踪和计算,汇总相关信息,通过计算机将数据套用到设计好的3D模型场景中,再通过相关软件的修整和融合,让预设的人体模型做出和运动员动作相接近的技术动作。进过处理后的模型动作将会十分接近运动员本身的技术动作。
2足球教学中的很多基础技术动作,细节多,幅度小,要求在快速中完成,很多同学在反复观看示范后还是难以理解,这给教师的教学过程带来了一定难度。另外,教师因为教学水平的差异,环境,心理和身体原因,很难面面俱到,而学生理解能力的差异,以及基础水平的高低不均,都会对技术动作的理解产生不同 效果。传统的教学中,教师往往反复讲解示范,而学生只能在模范过程中观察相互之间的差异。很难分辨相互之间的细节差异。由于学生对正确动作缺乏直观认知,缺乏主动辨别的能力。很有可能学习身边动作连贯同学 的错误技术。而动作捕捉技术在教学示范动作的获取上,有着绝对的优势。在展示技术动作方面是常规教学无法比拟的。学生针对性的通过观察三维立体展示教学技术,或者根据自身情况,对比不同时间点的,不同视角的技术特点,能更有效的改善自身的技术问题。
3动作捕捉技术在足球技术教学中的优点
(1)建立清晰的视觉表象
动作捕捉技术的使用避免的面授教学过程中的不足,将快速的技术动作分解,多维化的回放动作细节,让学生多角度的了解整个过程。让学生在空间和时间的多重条件下,将抽象技术变成图像和动画,完美的呈现在学生面前。让学生建立正确的技术理念,为相互纠错,启发自身纠错行为提供了依据。
(2)提高学生的判断力
动态捕捉技术是空间技术的革新,是视觉的刺激。能有效的激发学生的认知。提高学生的认识新理念的兴趣,使得学生迅速的掌握知识点,并持续保持充足的,活跃的动力。
(3)便于掌握技术重难点
传统的视频教学,教师需要反复播放和示范,并观察学生练习情况,指出学生练习中所犯的错误,学生由于个人理解能力的不同,相互评价中经常出现对动作难点理解产生偏差。各持己见的情况。一段时间的练习后,部分学生容易产生疲劳期,练习效果严重下降。动作捕捉技术于多媒体教学技术相似,先让学生观看3D骨骼分解图,再对照错误动作,让学生对比两则间的差异,从肌肉转化为骨骼线条,提升学生对技术的技巧深层理解。从而从根源上避免了错误技术的走向,提高了学习效果。
三动作捕捉技术在足球基本教学中的应用价值
动作捕捉技术足球基本功教学上,过程如下:1动作设计,2在示范者身上安装信息收集点后展示动作3进行动作捕捉,4数据处理,软件合成。5转化为成品应用于教学。其中建立教学资源库,对收集的数据加工处理,再通过软件转化为3D模型,制作成动画是整个过程的关键。
1示范动作的录入
足球基本技术主要是以实战为主,学生通过反复练习,形成一种身体的本能,才能在实战中及时作出反应,从而杜绝失误现象的发生。针对足球比赛中的传接球,头球,带球射门等基础技术所需要的身体控制变化来进行录入,形成高效的教学资源,能有效的帮助学生水平的提高。
示范员身体关节部位安装好标志点后,进行动作示范,同时专用录像机进行拍摄。记录示范者身体的标志点的运动轨迹,并录入相关设备进行合成。
2数据库的建立
(1) 将收集到的数据进行处理,即还原为空间的三维点,根据数据库的支持,将各点的运动轨迹生成为示范动作的动作数据,然后利用计算机生成动画,利用图像在3d空间的肯操作属性,将运动过程 ,运动细节进行修改和剪切,最后将骨架图匹配到模型的完整动作,从而建立模型数据库。
(2)对收集数据的分析
利用捕捉到的数据,分析示范者的技术,可通过计算机计算某个足球基础技术使用时,身体于地面的角度,接球时,左右脚之间角度,脚踝于接球方向的夹角。这为学生对技术的掌握,系统的分析归纳所学知识有很大帮助。
教师也可以通过捕捉到的数据,通过骨骼模型的变化,分析整个动作的重心控制,各关节之间的角度变化关系,如带球时脚弓和脚背的触球角度和时间的变化等等,从而找出变速变向时的技术动作的差异。对教师分析技术错误,指导学生技术教学理论清晰,不再临摹两可,大大提高了学生学习效果。
3 模型展示成果的转换
由于3D模型在相关软件内可以任意进行编辑和剪切,不受时间和空间 的限制在软件的优化后可将示范动作展示到毫无破绽,而且更加生动,直观,还可以放大缩小局部的细节特征。还可以根据示范者的身高体重进行数据修改。然后再通过相关软件将对应不同特点的技术展示到对应的操作者展示上。这在一定程度上给与了不同的学生一个未来学习的目标,即模拟自身学会该项技术的虚拟对象。最后通过特定软件可以将展示结果用屏幕截图的方式转化为视频保存,再以家庭作业的 形式分别转发给学生个体进行练习。
四动作捕捉技术的实验
为了验证该方法在足球教学中的实际应用效果,以及学生对这种教法的态度,笔者采用实验法和调差问卷法进行分析
1实验方法:
对广东省中山市2020级高一普通生中随机选出2个班,分为实验组和对照组,实验前对两个班学生对足球兴趣学习目的进行问卷调查,理论和实际操作能力水平进行测试,结果表明两个班的学生对足球的兴趣,学习目的、身体素质和理论水平无明显差异,(P>0.05);因此符合实验的要求。
实验时间为2022年3月至5月,授课时长为16课时,对照组采用视频教学,了解本节课要学习的停球,传球,带球的各种教学视频,再由学生分组模仿练习,教师纠正学生技术动作,实验班在课前先观察通过视频捕捉技术做制作的足球技术视频,观看错误的动态3D骨骼图,对比分析原因,然后再进行练习。然后观看在练习中拍摄的视频和标准骨骼线条动作对比,教师再加以指导,逐渐形成正确的技术动作,掌握技术要领,形成正确的技术理念。
最终对两组学生的足球三种技术进行考试,请4名教师对学生的三项技术进行分析和评价打分,再平均得到各项成绩。
2调查问卷统计法
技术考试结束后对两组学生进行问卷调查,对不同的教学方法,收集学生调查问卷进行分析处理。
五结果与分析
六建议
1动作捕捉技术在体育训练的前景
运动捕捉技术可以捕捉运动员的动作,便于进行量化分析,结合人体生理学、物理学原理,研究改进的方法,使体育训练摆脱纯粹的依靠经验的状态,进入理论化、数字化的时代。还可以把成绩差的运动员的动作捕捉下来,将其与优秀运动员的动作进行对比分析,从而帮助其训练。另外,在人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等领域,运动捕捉技术同样大有可为。可以预计,随着技术本身的发展和相关应用领域技术水平的提高,运动捕捉技术将会得到越来越广泛的应用。
2动作捕捉技术普及的优点和难点
光学式运动捕捉的优点是表演者活动范围大,无电缆、机械装置的限制,使用方便。采样速率较高,可以满足多数体育运动测量的需要。标记点价格便宜,便于扩充。由于软件系统价格昂贵,虽然它可以捕捉实时运动,但后处理(包括标记点的识别、跟踪、空间坐标的计算)时间长。这类系统对于表演场地的光照、反射情况敏感。装置定标也较为繁琐,特别是当运动复杂的时候。不同部位的标记点很容易混淆、遮挡,产生错误的结果,经常需要人工干预后处理过程。由于这样那样的各种限制,所以几乎所有的光学跟踪系统都还需要依靠后序处理程序对捕捉的数据进行分析,加工和整理然后才能把这些数据应用到动画角色模型上去。
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