德國基爾大學(University of Kiel, CAU)的Motion Analysis Lab(運動分析實驗室)使用OptiTrack光學運動捕捉技術(shù)和生物力學測量技術(shù),專注研究人體運動姿態(tài),很好地幫助了體育教育事業(yè)中的預備教師加深對人類肢體運動復雜性的認知與理解。
德國基爾大學Motion Lab的技術(shù)總監(jiān),曾經(jīng)的三項全能愛好者,現(xiàn)長途單車騎行及馬拉松愛好者。在與MoCapLab的YouTube訪談中,他為大家解讀了Motion Lab的研究側(cè)重點及應用領域。
Stefan在訪談中強調(diào),當我們用肉眼觀看運動員演示時,很難從很快速的運動軌跡中辨認出每個細微動作。而人類在進行全身運動時,至多會有四百多塊肌肉同時發(fā)力,學生需要在短時間內(nèi)判斷每個細小動作涉及的生物力學理論基礎,是非常有挑戰(zhàn)性的。運動捕捉技術(shù)將體育運動動作可視化,學生看得更清楚,并且能獲得計算機給出的數(shù)據(jù)參考,這對于體育研究和體育教育領域無疑有著巨大幫助。
Credit: uni-kiel.de © Jennifer Ruske
CAU Motion Lab內(nèi)安裝了18個OptiTrack Flex 3紅外運動捕捉攝像機。由這些攝像機組成的運動捕捉系統(tǒng)通過錄下多個被動標記點(Passive Marker)的運動軌跡,既可以捕捉記錄全身運動姿態(tài)軌跡,也能根據(jù)需求選取標記部位,記錄人體特定部位的運動軌跡(如有必要,亦可追蹤設備或物體),并且?guī)缀醪粫䜩G失任何信息。光學運動捕捉系統(tǒng)的原理在于,動捕攝像機向活動區(qū)域發(fā)射紅外光,遇被動標記點反射,被攝像機上的紅外光接收器識別。因為OptiTrack運動捕捉系統(tǒng)以亞毫米級精度記錄運動軌跡,因此通常被認為是運動軌跡參考的“黃金標準(Van der Kruk & Reijne, 2018)”。
由于反射標記點的靈活使用,不僅僅是人體運動,該系統(tǒng)可以用于幾乎所有可想象到的測試/實驗類別,并且即便是非常復雜的肢體動作也能被捕捉并分析(如多人同時繞身體軸進行多次旋轉(zhuǎn))。
通過分析單杠運動回顧已有技術(shù)模型:上下移動、向前傾斜及前后擺動。
Credit: kielmotionlab.com
[…],[3] 最大下擺角度[°],[4] 髖角最大下擺角度 [°],[5] 最大髖屈曲的下擺角度[%max Vorschwungwinkel] ,[6] 下穿后擺時髖部的角度[°]
骨盆的運動過程(上方)和取決于骨盆水平位置的髖關(guān)節(jié)角度變化(下方)。當在后擺中橫越垂直夾角時,最高(藍色)與最低(綠色)的前擺和最大(紫色)與最低(紅色)的髖關(guān)節(jié)角的比較。
Credit: kielmotionlab.com
„Das Tutorium [Dein Labor] hat […] auf jeden Fall ein bisschen die Angst genommen, mit solchen Geräten zu arbeiten und mich noch neugieriger gemacht, wie man die Bewegung […] einfangen könnte.“ (Studentin, 4. Semester BA Sportwissenschaft).
“教程(Dein Labor)[…]無疑減少了我對于使用類似復雜電子設備的擔憂,并且讓我對如何捕捉動作感到更加好奇了[…]。”(來自本科運動科學專業(yè)第4學期的學生)