【毕业学位论文】（Word原稿）面向初级用户的视频解析系统的研制-体育人文社会学

目 录 摘 要 . . 1 2 研究 的目的 . 5 及运动生物力学的知识和方法 . 5 高课堂教学的有效性 . 6 我国基础教育及质量监测提供依据 . 6 放基层体育工作中的人力 . 7 文献综述 . 9 2010年国际运动生物力学学会年会论文收录情况 . 9 . 12 . 13 频解析系统应用和教学应用方面的研究 . 15 3 解析软件的开发 . 21 发环境 . 21 析软件的主要功能和相关函数与实现方法 . 22 . 33 在的不足 . 33 究展望 . 33 . 35 频解析的普及与现代教育技术 . 35 系统在智能手机运用 . 35 结 语 . 37 致 谢 . 39 参考文献 . 41 I 摘 要 为 了 解决 在基层普及与推广运动生物力学 中 客观存在 的 “ 成本高 ” 和 “ 人才 少 ” 这 两个根本性的问题 ， 在 综合 分析了教学的实际需求和 国内 外知 名 视频 解析 软件的基本功能 、 操作特性 ， 充分借鉴 前 人的研究成果和研究思想的基础上， 利用 发平台，研制了一 款 基于 常规 摄像机组成 的 视频采集与解析 系统 ， 并 设计了 “ 课堂学习 习 ” 的应用模式 。本系统 以 人体 运动学解析 为 主， 采用 逐 帧或固定时间间隔 “ 打点 ” 的方式获取屏幕坐标， 把 环境中已知的、或可测量 几何 尺寸 的 体育设施 等 固定物体 为 参照 坐标 系 的 数据来源 ，通过 与 摄像设备的像素值 、拍摄 距离 和 角度 、 焦 距 ， 以及显示器的像素值和几何尺寸之间的换算，计算出实测人体的运动学参数 ，具有 使用简便、成本低廉等特点 。 小范围测试 的 结果表明： 该 系统 对 常规 解析度 和 帧 频 的视频 运动学 解析的结果与 与 实测 结果基本一致。 由此 ， 该 系统能够 为初级用户层面中的 体育教 研、运动 训练 和 体质监测提供运动技术、身体姿态、战术演练等方面定性的实时 的视频采集和解析服务，以及一般精度要求的二维定量分析的身体 姿态 参考 数据 ，可以作为可视化体育教学、业余训练的辅助软件和 教辅 演示 课件 使用。同时，也可以作为大学 体育专业运动生物力学 课程 的 教学 实验和批量学生动手 操作 的 实 践平台 。 关键词 ： 人才 培养， 基础 教育， 学科 推广 ， 软件 开发 ，视频 解析 n to of at of in an of of of on of as a a x a is to by or a in as a it or by of of a to so of by is is to as of to IV in of of of of be as a or It be as at it be as at 面向初级用户的视频解析系统的研制 1 尽管 视频 （图像 ）解析 最早起源 于 “ 马 ” ， 但一 直 以来 是运 动 生物力学 在对 人的运动研究中最常用 、 最直观和最有效的方法 之一。 运动 生物力学作为生物力学的一个主要分支，把人体的运动作为 研究 对象， 由于 人体运动的多样性和与各类器械相结合而产生了更加 多样 的运动形式，进一步丰富 了 生物力学 的内涵。 当前在我国， 就运动生物力学而言， 人们更多地在从事专业性更强， 更能体现个人或团队价值方面的工作 ， 这种功利性 倾向 对于运动生物力学的学科发展具有一定的不利影响。 “ 近利 ” 与 “远景”相当于 围棋盘上的 “ 实地 ” 与 “厚势”，两 者必须取得均衡， 才能 更加精彩 纷呈。 在 国防 、 军事、竞技体育、工业设计、航天科技和医 疗康复等 领 域 取得 的成果 就 相当于 “ 实地 ” ， 而 “远景” 与 “厚势” 则 必定寄望于 接受 基础教育的 “ 下一代 ” 。据中国青少年研究中心“ 年中国青少年人口详 数” 的调查数据显示 ， 截至 年， 我国小学 和 中学（含高中） 的 在校 学生人 数为 。如此 庞大的一个群体，其中超过以上的人 或将 终身 与 运动生物力学学科失之交臂 ， 无论 对于学生的成 长需 求还是运 动 生物力学学 科本身 发展 的 需要， 都 未必不是一种无法 估量 的 重大损失。 但 更为令人忧虑的是， 尽管我国的竞技体育在国际赛事中的成 1877 年麦布里奇（ 24 架照相机和控制开关拍摄了骑马奔跑的连续动作照片，被视为影片解析的萌芽。 陈晨等发表于体育研究与教育年期的论中小学篮球文化的构建与网友“ 陌路高” 2011 年 9 月 21 日发表于“中国广播网” （ ）并被“人民网”教育频道 （ ）全文转载的博客文章校讯通、家校通黑幕重重 中小学生沦为利益工具 所共同引用的中国青少年研究中心“年中国青少年人口详数”发布的数据，但中国青少年研究 中心的官方网站（ ）已查阅不到该数据。 高校教师在职硕士学位论文 2 绩举世瞩目，但在背后支撑这骄人成绩的却不是全体国民的整 体体育素养。也就是说，国家代表队的比赛成绩与我 国 国民体育运动水平并不是成正比关系 ， 时任教育部体育卫生与艺术教育司司长杨贵仁曾指出：“最近二十年，中国青少年的体质在持续下降” 就是 典型的明证。原本 以促进学生身心健康发展 为首要 任务 的 基层体育工作，既是高水平国家代表队人才输入的基础，又是增强国民体质和体育素养的重要途径 ， 在 此 却 出现了明显的偏失。 在 探究 这种 “ 偏失 ” 深层次 原 因 的同时 ， 不 少学者着眼于 寻求 “ 纠偏 ” 的途径和手段 ， 如 胡永红 从 “ 构成有效体育教学的理论基础 ”、“ 有效体育教学的内涵 ” 、 “ 有效体育教学的特征 ”、 “ 有效 体育教学的影响因素 ” 和 “ 有效体育教学标准的研制 ” 个方面对 “ 有效 体育教学 ” 进行 了系统 构建 和 阐释 ， 并对广东 省 和湖南省 不 同特点 的所 中学 进行 了实证研究， 通过 对 教师、体育课堂等 信息 统计分析后，提出了提高 “有效体育 教学 ” 的条策略 。文 中认为 “有效体育教学的影响因素”包括 “ 体育教师因素 、 学生因素 、 教学内容 、 体育教学环境 、 现代体育教学手段 和 自然条件因素等 6 大方面 ” 1， 但 没有对 “ 现代体育教学手段 ” 进行进一步的 解读 。 余 柏 青 在上世纪年代初 ， 把“ 培养学生运动生物力学意识 ”作为 “ 现代体育教学手段 ” 引入 常规体育 课堂 教学， 通过基本组和对照组在较少 教学学 时 内 铅球和跳远两项成绩的 统计学 分析， 发现 两项成绩对照组均好于基本组，且实验前两组两项 均 无 显 著性 差异 ，而实验后，两组两项 均 存在显著性差异，由此得出 结论 ： “ . 能使学 央视网新闻频道 ,中国新闻 :中国青少年体质二十年持续下降，年月日， 使课上得生 动活泼 ， 有利于提高教学质量 ” 2。 王子 瑫 采用台 高速 摄像机对名学生网球正手击球技术进行了拍摄和视频解析，以 研究 运动 生物力学引入课堂教学的可行性 ， 最后得出结论： “ .，并能使学员在短时间之内圆满完成预期的教学目标，影像解析系统在体育教学当中具有一定的发展前景 。 ” 3文中 对视频 采集方案进行了详细说明，但对所使用的解析软件和如何与学生进行反馈等没有提及。 岳 卫 亚 研制了一款 基于自 研软件和普通摄像机 的“ 影像解析教学系统 ” 以 “ 拓展运动生物力学实验教学新课程 ” ， 提出 将模拟视频 通过“ 非 编 ” 软件 高 保真采集 到电脑后， 利用 自研软件 以 特 定 的时间间隔， 将 数字 视频转换 为连续 的位图序列 ，并通过插 值将 位图清晰度 提升 到 高速 摄像机的 图像 水平 的 方法值得借鉴 ，在随后 的解析时 “ .移和比例放大线性变换后 ,电脑坐标系下的影像就和空间坐标系下的同一影像实体大小完全 一样 ,这就完成了从影像上的人体坐标求得了真实的人体坐标 ” 4中的 “ 比例 ” 是如何确定的 没有 详细的论述 。 本 系统 同样 由自研软件与 普通 家用数码摄像机或 像头组成， 不 同之处在于： 运动 影像直接采集到台式 便携式 电脑 或远程媒体库， 通过实时回放 和解析，被试 者 可现场及时得到 反馈； 创新 性 地 提出以测试环境中已知尺寸或可测量尺寸的固定体育器材或 其它 设施作为参照坐标系， 从而 确定屏幕坐标与空间坐标之间 的 比例关系， 进而 解析出被试 者 的运动学参数； 由于 基础 教育层面的体育教学 以 学生 体验为主 、 成绩 以定性 评价 为主， 视频 解析以 定性 的 运高校教师在职硕士学位论文 4 动学 解析 为主 且 对 解析 的 精度可适度降低， 因此 对原 视频不做任何二次 加工 ， 对采集设备没有特别要求，故可最大幅度降低 软件 开发和 系统 使用成本； 所 解析的数据均可本地 或 远程存 储 和 调用 ， 便于 被试者 间的横向对比和个人 的纵向对比 。 面向初级用户的视频解析系统的研制 5 2 研究的目的 及运动生物力学的知识和 方法 本 研究除研制了视频解析 操作 平台外，还设计了 “ 课堂学习 习 ” 的应用模式 ： A 课堂学习 教师 采集学生练习视频 （ a） ； 教师现场解析 并 指导， 学生 观看 后 继续练习 ； 解析 数据 与 相关视频归档，并 远程 存储 ； B 课后练 习 学生 （家长 、 同伴）采集 练习 视频 （ b）； 学生 （ 低年级学生需家长参与） 家中 解析视频 （ b）； 远程 调用视频（ a） （ 或教师提供的参考视频） 及解析数据 进行比较 ； 学 生远程存储 视频（ b）及解析数据； 教师 查看视频（ b）及解析数据，并做出评定。 该 模式的优点在于： 课堂 教学直观性强； 反馈 及时，针对性强； 家长 也能及时得到反馈。 如此 反复，一段时间后，学生甚至学生家长将熟练掌握 视频 解析的基本方法， 了解 基本原理，从而实现运动生物力学知识和方法的普高校教师在职硕士学位论文 6 及。 由于本系统的廉价性和实用性， 在 学校和家庭普及推广的可 接受性较大。 高课堂教学 的 有效性 综合胡 永红等诸多学者课堂教学有效性的研究， 本 研究涉及的 教学 有效性可以 归纳 为以下几个要点： 时间 有效性 ： 指 教学 时间 的 利用效率 指导 有效性 ： 对 学生 练习的有效指导 练习 有效性 ： 达到预期目标的练习次数 本 系统及应用模式要求教师对每个学生的练习至少进行 1 次视频采集， 对 达到预期目标的学生可安排其它活动，对低于预期目标的学生进行 解析 练习 ，直至达到 或 接近预期目标。 整个教学 过程时间紧凑， 时间 充分 用到 目标 学生身上，从而最大效率地利用了教学时间 ； 指导有效性可以理解为指导的针 对 性 ， 由于 教师只对低于预期目标的学生 所 存在的相同或不同的问题进行指导， 显然 针对性极强，指导效率高； 通过 视频解析，学生能较直观 观察 到自己的 动作 与预期目标的差距 ， 经过教师的指导，容易 发现 问题之所在，指导后的 针对性练习， 有利于 提高动作质量， 将 最大程度 减少 练习次数 。 我 国基础教育及质量监测 提供依据 为了监测、评估和促进基础教育和教育质量， 欧美 、日本等教育发达程度较高的 国家 和 地区 均 建立了各自的监测体系和组织。如美国面向初级用户的视频解析系统的研制 7 的 国的 本的 。 本系统和应用模式 所 采集的视频及解析数据， 能够 为 我国的基础教育 及 质量监测 和 青少年体质监测 提供 可靠的 分析 与 评价 依据 。 放基层体育工作中的人力 本系统具备一般性演示课件的所有功能和特性，也就是说，它是一个增强型的体育教学和训练演示课件，可在体育教学与训练中进行技术与战术地直观演练。对不同的运动项目、不同的训练水平等层面，具有良好的通用性和便捷性，将基层体育工作者从繁琐的课件制作中解放出来，使他们更好地发挥特长，集中精力于日常工作中。 高校教师在职硕士学位论文 8 面向初级用户的视频解析系统的研制 9 文献 综述 010 年 国际运动生物力学学会 年会论文收录情 况 从 年第 届至 年第 届， 国际运动生物力学学会论文报告会 依次在 奥地利萨尔斯堡（欧洲）、巴西欧鲁普雷图（南美洲）、韩国首尔（亚洲）、爱尔兰利默里克（欧洲）和美国密歇根马凯特（北美洲）等地举行。年中所收录的论文共分为大类，分 别 是 ： 中，“特邀发言”与“主题发言”的论文有其自然类属，下面的统计将把它们归结到其自然类属中。 年共收录论文篇，收录最多的是 年在爱尔兰的利默里克举办的第 届，共收录论文 篇，其它依次是 ： 年第届 篇、 年第届 篇、 年第届 篇和 年第届 篇；在所有个类别中，收录论文最多的是“运动训练与体育活动”类， 一 共 篇 ，占总论文数量的，其它 则 依次为“肌肉骨骼力学” 篇，占比为、“方法学” 篇，占比为、“运动损伤与康复” 篇，占比为、“模型与仿真” 篇，占比为和“应用、程序”篇，占比为，以及最少的仪器与设备篇，占比为。（ 见表 高校教师在职硕士学位论文 10 表 至 年年中收录的论文类别与数量统计 类别 年份与数量 2006 2007 2008 2009 2010 合计 特邀发言 主题发言 方法学 模型与仿真 肌肉骨骼力学 运动损伤与康复 仪器与设备 运动训练与体育活动 应用程序 合计 “特邀发言”和“主题发言”的论文通常都是那些 研究方法 比较新颖、 所使用的仪器设备较为先进，或 具有其他特别意义 、对运动 生物力学的发展具有促进或示范作用。年至年所 收录的 “特邀发言”和“主题发言”的统计情况（见 表 表 至年特邀发言和主题发言的论文所属类别 类别 年份与数量 2006 2007 2008 2009 2010 合计（） 方法学 0 2 1 2 0 5 型与仿真 2 0 1 0 2 5 肉骨骼力学 0 0 0 2 0 2 动损伤与康复 3 0 1 1 1 6 20 仪器与设备 2 0 0 0 0 2 动训练 与体育活动 1 0 0 2 1 4 用程序 0 0 2 0 4 6 20 合计 8 2 5 7 8 30 100 特邀发言和主题发言的论文 主要 来源于经济较为 发达的欧美 国家 ， 呈现“穷文富武”的显著特点。（ 详见表 面向初级用户的视频解析系统的研制 11 表 至年特邀发言和主题发言的论文来源分布 国家 时间与数量 合计 /（） 美国 / 英国 / 德国 / 澳大利亚 / 加拿大 / 意大利 / 葡萄牙 / 奥地利 / 新西兰 / 日本 / 合计 / 由表 出， “ 特邀发言 ” 和 “ 主题发言 ” 的论文来源，以地域划分从高到低依次为：欧洲篇，占 、北美洲篇，占 大洋洲篇，占 亚洲篇，占 以国家划分，从高到低依次是：美国篇，占 英国篇，占 德国篇，占 澳大利亚和加拿大篇，各占 意大利篇，占 葡萄牙、奥地利、新西兰和日本各篇，占比都是 其中 ， 年第届“特邀发言”的 论文 作者 和年连续两年都有论文被收录，其他位在“特邀发言”前后均无论文被收录。 年至 年 ，我国（含香港、台湾地区）共 被 收录论文 篇 ， 仅占 。 从多到少依次为：台湾地区篇，大 陆篇，香港篇。 按 年度划分，收录最多的 是 2008年 ，共 篇，年 最少 ，为 篇， 其它 依次为： 年 为 篇， 年 为 篇，年 篇 （ 详见表 。 高校教师在职硕士学位论文 12 表 至年 我国论文收录情况 行政区域 年份与数量 合计 大陆 香港 台湾 合计 从 国际运动生物力学研究的整体情况看 ，我国 运动 生物力学研究较为落后，大陆地区的研究水平还远远落后于台湾地区，表明运动生物力学在大陆地区的普及程度较低，开展研究的人员较少 、 对外交流少。 视频解析精度的研究 柏开祥提出 了简化传统录像分析的新思路，以求 操作 过程 的简化和 数据 采集精度 的 提高 。 由于当时可触摸显示屏价格 不 菲，整套设备的成本仍然较高 。 此外， 由 像素密度计算公式 ： 像素密度 = +( 长度像素数 +(宽度像素数 /屏幕尺寸 5可知， 通过 相对 面积较大的 手指触摸 显示屏以 获取 屏幕 坐标 的方式 而得到的运动学参数 会 产生较大误差，且 误 操作不可更改。 钱竞光通过实验 对 实际 操作中产生误差 的 原因 和 大小，以及误差产生后对 计算 人体重心的最终结果的影响进行了详细的研究，结果表明：实际操作中的误差由于包含 “ 正 误差 ” 和 “ 负 误差 ” 及 体重占比较小的部分的误差对 最终 结果的 影响 较小，因此， 一般 意义上的误差对最终结果的精度影响可忽略不计。 6艾康伟 提出， 尽管 相对 于二维 运动 参数的数字解析 ，三维定点录像分析法的 精度更高 ， 但该 方法由于 摄像机的位置面向初级用户的视频解析系统的研制 13 和焦距等物理参数均不能改变，对于运动过程超出 预定 标定框架所能覆盖的空间之外的项目（ 或过程） ，其所拍摄目标的影像较小，造成后期 图像解析的误差仍然较大。为在 根本上 解决这一问题，对“三维跟踪扫描影像分析方法” 进行了深入研究 。该 研究主要包括两个部分： ）运用德国 三 维数控转台 ，其中 “ 为 水平旋转 ， “ 为 垂直旋转 或者 ，“ 为 纵向 缩放 )功能控制摄像机跟踪运 动目标来记录运动图像； ）通过专门的图像解析系统解算得到运动目标空间实际三维坐标来实现录像分析。通过与 广泛用于军事测量的 、 高精度的 全站仪在 同坐标体系、同测试目标、同 测试 场景所 测量 的结果 进行了 统计学分析 ，结果表明 , 实验 中 个点的三维空间绝对坐标的平均相差值为 m ,相对误差仅 为 。 由此得出结论： “ 这样的测量精度可满足运动技术分析的要求 ” 7。 以 上 表明 ，我国 关于 视频解析精度的研究涉及的内容与形式比较广泛，但没有超越性的成果。 龚铭新在 一 体育视频图像解析系统的研制与应用、 育视频图象解析系统、 育视频图像解析系统的研制意义与结构 等 一系列 论文中 ，通过 研制微型计算机与传统录像 放映 机之间的连接设备 和 计算机程序， 使 传统的视频（图像）信号的 “ 模数 ” 转换简便化 并有效 提高 精度 8。尽管 从整体看，仍然偏重于专门高校教师在职硕士学位论文 14 设备（设施）的 功能 组合 ， 在当时而言仍然比较昂贵和操作复杂 ，且全文没有 对 软件系统进行具体表述 ，如 关键代码 （ 函数）、数据结构、数据库 结构等。 但 不可否认 的 是， 该 研究 成果在 当时来看，是 处于 较为先进 的地位 的，对运动生物力学在我国的推 广起到了一 定 的积极作用 。周兴龙认为，当时无论国内还是 国 外的录像解析系统， 都 存在着因 价格昂贵不利于在国内的普及 和 需要较多大型硬件 而 不适于移动使用，不 利于 进行现场动作技术的反馈分析 且 软件升级受硬件制约，限制了设备使用范围的推广、采集图像时间受限制，不适用于要求长时间的场合和用户的数据处理只能在专用机上进行 , 不利于用户的数据处理和数据交换 9。因此 ，自行研制了基于普通 奔腾 级（ 80586）、硬件 图像 采集与解析系统。主要功能有： 图像 采集 、图像编辑 与 解析 和数据 处理。 运用 开发了丰富的人机交互 管理 “ 菜单 ” ， 以实现各种初始数据（信息）的录入和各功能模块的调用。 尽管 现在看来， 即便 在当时，这套系统 也必然 存在 工作 效能 低下 、图像解析误差 较大 和没有 建立关系型数据库来 存储 和调用数据 等 重大不 足 ，但 仍然为我 国 运动生物力学 运用地 普及与提高 起到 了积极的推动作用 ， 为后来人们开展相关工作提供了良好的借鉴。 金考生 介绍了 影片解析的计算机系统的 基本架构和相关软件开发的流程，最为突出 的 是，详细介绍了人机交互 “ 菜单 ” 的 框架 、条目和 各 模块间的对应 关系 。 刘 北湘认为当时的相关设备 存在 价格昂贵和 开发商 对使用 用户 数量的严格 限制 ，为体育专业学生 、 研究生运动生物力学课程的学习、实验等工作造成极大的不便 10，因此自行开 发 了 一套 能满足 大批面向初级用户的视频解析系统的研制 15 学 生 学习、实验 的 需 求 和 为 相关 学位 论文 地 撰写提供便利。 岳卫亚认为，因为缺乏专用的实验教学设备和器材，以往的运动生物力学教学基本上仅限于 理论课程 的 课堂 讲解 ，几乎无法进行影像解析实验教学和 临场实践 。尽管 有条件的学校 可以借用科研用的影像解析系统，但存在硬件设备价格昂贵、配套软件操作复杂等 诸多 问题，极大 限制了学生的 使用 11。 而 运动生物力学是 一门实践性很强的学科， 因此开发制作一个教学系统，为学生在运动影像的拍摄、采集、解析 及 后续 应用这四个基本 环节 上动手操作的实践能力 的 培养，提供了一个操作平台。并 通过软件将普通摄像机 帧 /摄频率 技术性地 “ 提高 ”到 奈奎斯特定理所 要求的 帧 / 以 上表明，在实际应用中，我国的学者发现 “设备昂贵 ”和 “ 软件限制 ”是影响我国运动生物力学推广与普及的主要 制约 因素。 于数字化跑道、视频解析系统应用和教学 应用 方面的 研究 为了提高训练效率，使教练员和 运动员 在训练过程中及时获得运动信息反馈， 以 纠正技术动作的缺陷为 目的 ， 撖涛 设计 和研制 了一种“ 通过柔性阵列压力传感器获取运动员与 跑道 的接触信息 ” 12，并采用专用解析软件集成化处理步长、步频、速度、 力度 等运动学参数，来实现运动表象与内在力学因素的综合分析的数字跑道训练信息采集和反馈综合系统。该 系统 所 获得的 运动 生物力学参数是直接的 、 实时的第一手 信息 ， 且比 目前普遍采用的 “ 标定 ” 方式所获得的数据更真实和客观，没有人为误差，是运动生物力学在运动训练当中的高端高校教师在职硕士学位论文 16 运用 。 但设计、制作、安装调试 、 基础工程建设 以及 系统维护 等 综合成本 高，是 该系统的 推广 和普及 的 最大障碍。 阿英嘎为 了使 学生 在自主学习 时能够得到技术 动作 掌握 情况 地 及时 反馈，运用运动生物力学中技术动 作图像解析的方法和原理，设计出了由录像识别技术、 参 照模型 数据库和对照模型数据库 组成的计算机技术评判系统， 并 对一 整个教学班的学生 ， 学习篮球单手肩上投篮技术的手臂动作情况进行 了该 系统 评价 和人工评价的对比验证 。 实验证明 了该 系统评价的准确性 ， “ 即使是用于体育专业篮球的教学也是可接受的 ” 13。尽管 该研究没有就网络环境下的具体实施方案和如何规避大量学生集中使用该系统时 可能 存在的网络阻塞问题进行阐述，总体而言是 对 体育专业和 公共 体育教学提供了较好的思路和开辟了 新 的渠道。 刘卉在实际 工作中 发现 ， 国内外解析软件 在 定量描述人体 三维空间的运动时，所 采用的 “三点角”和“四点角”方法均难以解决手腕、前臂和肩 等 具有复杂运动的人体关节或 环节 的三维角度的计算问题。认为人体运动过程中身体姿态的准确描述与分析，首先必须结合 解剖学 的原理， 对 上述 关节或环节的角度和 姿态 进行 准确 定义与 测量 ，再对上 述 关节或环节分别在人体各基本切面上的投影与相关基本轴的夹角进行空间解析几何计算 ， 所 得到的结果才是 准确的。并提出 和设计了 数据 采集方法 和 计算 公式 。 如肩 的 角度 ， 通过 在手腕处附着二横一竖 标志 杆的 方式 ， 以 获取前臂的解剖学姿态 的 具体数据， 然后 通过 上臂矢量 公式：计算出 最终结果。 此 方法 在实际 操作中会出现 以下 问题 ： 首先 ， 身体 任何部位的附着物可能引起 测试 者L 上臂 = (x 肘 - x 肩 ) i + (y 肘 - y 肩 ) j + ( z 肘 - z 肩 ) k ) 面向初级用户的视频解析系统的研制 17 不适， 从而 影响技术动作或水平发挥； 其次 ， 在 运动中 附着 物 可能 会与身体其它部位发 生 触碰， 而 改变附着状态， 造成 数据采集失真， 进而 使最终 结果 产生偏差。 此外 ， 该 文对 棒球 投 手 投球 的 技术动作进行了 技术 验证， 得出 结论 ： “ 内旋动作的加速度的大小是影响棒球出手速度的关键 ” 14。该 结论值得 商榷 ，众所周知， 棒球 投 手所 投 掷球 的出手 速度，与手臂的 “ 鞭打 ” 动作同样密切。 余柏青 提出 ： 运动生物力学用 于分析和评价高水平运动员的运动技术已很普遍，但用于学校体育课教学则少见报道 ， 并将运动 生物力学知识 运用 于普通大学生的公共体育课教学，实验 结果 表明，在教学时数 （ 学时）不变的情况下 ，实验 组的铅球 平均 成绩 由 提高到 ，提 高率为 ； 跳远 平均成绩 由 提高 到 ，提高率为 。而对照组的铅球平均成绩由 提高到 提高率为 ；跳远 的 平均成绩由 原来 的 则 提高到 ， 提高率为 。由此 得出结论： 将运动 生物力学知识运用 于普通大学生的公共体育课教学 ， 能 提高学生学习的能动性，在学习上变被动为主动，从而提高体育课的教学效果和教学质量 2。该文在论证过程中漏洞较多， 例如 ，通常情况下，实验前后各一次测试，至少就需学时 ， 而跳远教学中，普通大学生能够在全速助跑下准确踏 跳，必须经过一定学时地反复练习 。尽管 如此， 作者 却是较早地将目光 聚 焦 到运动生物力学知识运用于 普通学生 的教学 实际 中 ， 而这与本研究课题的出发点是一致的。 王新通过对国内、外当时普遍使用的运动学、动力学等研究方法的优缺点进行了探讨和综合评述，并 在此高校教师在职硕士学位论文 18 基础上 提出了将运动学和动力学两种运动 生物力学基本 方法相结合进行运动 技术 分析的 设 想和思路：通过等动测试获得做功关节处的肌力矩大小，并利用录像解析获得做功环节的运动学数据 两者结合来分析功率输出情况 15。理论 上，这种方法能够更准确 、 真实地反馈 运动 过程的 相关 信息， 从而 为教练员和运动员提高训练效果提供极大便利。然而，许多运动项目和 大多数 运动场所对 肌电仪的 使用 具有 排斥性 。 因此 ， 通过技术重现所获得的 动力学 （或运动学）参数与前期获得的运动学（或动力学）参数之间的关联度 无疑 将会降低，从而影响结果的准确性。 雷建和简明 扼要地 阐明了 人体 运动生物力学信息获取的意义、重要性 及 相关应用领域， 归纳 了人体运动生物力学的关键 参数 ， 总结了人体运动学 、动力学和 惯性参数 等 生物力学信息获取的基本方式