中国和巴西优秀女排运动员近体快扣球技术的三维运动学对比分析*

曾 黎,黄延春

(1湖南人文科技学院体育科学系,湖南 娄底 417000, 2.郑州大学体育系,河南 郑州 450001)

中国和巴西优秀女排运动员近体快扣球技术的三维运动学对比分析*

曾 黎1,黄延春2

(1湖南人文科技学院体育科学系,湖南 娄底 417000, 2.郑州大学体育系,河南 郑州 450001)

近体快扣球技术是当今优秀女排队伍使用效率较高的快攻技术之一，对比中国与巴西女排运动员在该项技术的使用特征上，具有一定的差异性。研究结果表明：在助跑环节中国选手杨珺菁步幅较小、并步距离短、速度较快；在起跳环节杨珺菁倾向对速度的保持，起跳时间较短，巴西选手塔伊莎倾向对高度的追求，起跳时间较长；在空中击球环节，杨珺菁击球点较低、力量较小、速度慢，巴西选手塔伊莎击球点高、力量大、速度快。杨珺菁的击球力量约为55牛顿，塔伊莎的击球力量约为104牛顿。高点、大力、快速击球成为现代近体快球技术发展的主要趋势。

中巴女排；近体快扣球；差异性

中外优秀女排强队的快攻使用比例为30%～40%左右，快攻在整个进攻体系中占有不可或缺的地位。近体快球是指扣球队员在二传体前或体侧约一臂距离处扣的快球。[1]这种扣球的技术特点是传球距离短、速度快、节奏快，因而实扣效果、掩护作用都很好。长期以来，3号位近体快扣球是世界女排强队常用的进攻手段，随着世界排球运动的发展，尤其是运动员身高的不断增加，球员对快速多变战术的适应，以及后排运动员防守能力的不断提升，近体快扣球呈现出了不同的技术特征。中国女排是较早采用近体快球技术的球队，而作为当今女子世界排坛霸主的巴西女排，在近体快球的使用比例和效果方面显然领先于中国女排。通过近期的比赛观察和相关数据的分析，笔者发现以快速多变为主要技战术风格的中国女排3号位近体快的使用次数、效果均有下降的趋势；而同样以全面快速著称的巴西女排在使用次数和效果方面，甚而超过了中国女排，这也是中国女排对巴西女排近年来的战绩为17连败的原因之一。因而，有必要对中国和巴西女排的近体快扣球技术进行对比分析。本文采用三维摄像、技术统计、逻辑分析、对比分析等方法，对杨珺菁和塔伊莎的近体快扣球技术进行对比研究，以期寻求在两队主要队员该项技术运用上存在的迥异，从而为提高中国女排近体快扣球技术的使用效果提供客观有效的数据和参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以中国女排杨珺菁、巴西女排运动员塔伊莎近体快扣球技术动作作为本课题研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 三维摄像法

本研究摄像采用三维DLT摄像法。用两台日本松下M9000型摄像机，按照图1所示，对研究对象的近体快扣球进行了拍摄，两台摄像机分别固定在场地侧面和后面看台的最后一排座椅上并使主光轴相交成直角，拍摄的区域对准球场2、3号位区域，拍摄范围为6m×6m即36m2。根据DLT法需要，在每次拍摄比赛前，进行坐标框架的拍摄，框架放置的位置如图所示，框架标定立体空间为两相机拍摄交叉的正方形所示，x轴、y轴、z轴的方向所指如图所示。

图1 拍摄机位及框架坐标示意

1.2.2 三维录像解析法

采用美国Ariel公司APAS三维动作分析系统，对选择出优秀选手的典型近体快扣球技术的动作进行了解析，对各选手完成的扣球技术动作，从助跑起跳到空中击球直至落地缓冲各环节动作画面，60-80格，逐格画面进行了解析，计算出了每一画面由头到脚身体各环节部位24点和球计25点的三维坐标值，主要包括位移、距离、速度、高度等相关指标。采用低通数字滤波8HZ进行两次平滑处理。由于比赛现场无法安放同步器，因此在三维录像解析时，以侧、后两台摄像机拍摄的同一动作的踏跳着地瞬间、离地瞬间、空中击球瞬间和落地瞬间4个具有明显特征的画面以及相隔的同样格数作为同步输入解析系统画面的相吻合依据，使所解析的每一帧画面的三维数据均做到同步输入。数据的读取误差通过一根1m长的标杆在框架的标定范围内，分别平行与X、Y、Z轴方向进行误差检测，经检验数据的读取误差X轴方向为0.013m，Y轴方向为0.013m，Z轴方向为0.008m。

1.2.3 数理统计法

采用spss12.0软件系统和office2003软件包进行描述性分析和各种数理统计分析。

1.2.4 对比分析法

对杨珺菁和塔伊莎的相关技术动作数据进行对比分析。

2 研究结果与分析

2.1 杨珺菁和塔伊莎的基本概况的对比分析

杨珺菁是中国女排较为全面的副攻选手。各种快攻技术都能够熟练使用，近体快球是其常规的进攻手段。2011年，杨珺菁第一次入选国家队。其后，在中国国际精英赛、瑞士精英赛和俄罗斯总统杯上得到锻炼，快攻技术日益娴熟，并逐渐成为中国女排的主力副攻。亚锦赛和世界杯上，杨珺菁与马蕴雯搭档主力副攻首发，并为中国女排重夺亚锦赛冠军和世界杯季军立下大功。杨珺菁适应能力强，二传手身前身后的各种快球都能打，防反速度快，是中国女排重要的得分点。脚步灵活、击球手法较快，能够实施各种快攻的特点使其代表了中国女排副攻的快攻技战术打法。因此，对杨珺菁擅长的近体快球进行三维动作分析，有利于揭示中国女排运动员快攻技术的优势或不足。

塔伊莎为巴西女排的主力副攻队员，荣获了2012年伦敦奥运会冠军。其技术风格为技术全面，击球点高，击球力量大，防守拦网移动速度都较快，是巴西女排高快战术中的关键一环。在快球进攻方面，其近体快球具有击球点高，力量大、富有变化，高得分率等特点，其犀利的快攻使得以快攻见长的亚洲女排也难以适应。因此，对其近体快扣球技术的三维运动学分析，有助于了解世界顶级攻手的相关技术动作特征，以便进行学习和实施遏制措施。

2.2 杨珺菁和塔伊莎近体快扣球技术三维运动学对比分析

扣球技术效果与二传传球、全队配合、对方防守等都有着一定的关联，但运动员本身技术动作的合理性和有效性，无疑是决定击球效果的关键因素。分析中巴高水平运动员的技术动作的动力学和运动学差异，有助于我们进一步了解高水平运动员扣球技术动作的构成要素，有助于我们寻求中巴两国高水平球员击球的技术差异因素，同时能够为我国运动员改善击球技术细微环节提供必要的数据支撑和量化标准，有利于为提升我国运动员击球效果提出合理化的建议。近体快扣球技术的动作环节包括准备姿势、助跑、起跳、空中击球、落地缓冲等环节，从各环节对击球效果的影响和作用分析，无疑助跑、起跳、空中击球三个环节最为重要和有效。因此有必要从这几个动作环节进行三维运动学的分析和对比，从而揭示不同运动员技术差异的原因或差异。

2.2.1 助跑阶段对比分析

从助跑的形式分析，杨珺菁和塔伊莎近体快扣球都为一步助跑。第一步步幅是指运动员从静止到起动迈出的第一步距离，也即左右脚之间的距离；第一步速度是指此时重心的矢量速度。从表1可知，杨珺菁第一步的步幅要小于塔伊莎，差距为0.10m；而前者此时的速度为2.898m/s，略快于后者的速度。这表明杨珺菁的起动速度略快于塔伊莎，而塔伊莎的步幅距离要大于杨珺菁。从助跑阶段的并步距离分析，即助跑后到起跳前左右两脚的水平距离，杨珺菁为0.7m，小于塔伊莎的0.818m的并步距离。助跑速度是指助跑结束起跳开始时，运动员身体重心所具有的矢量速度。杨珺菁的助跑速度为2.93m/s，塔伊莎的助跑速度为1.68m/s，前者高于后者。结合助跑第一步时的速度分析，杨珺菁的助跑过程其速度为不断增大，即使在助跑末端速度依然保持较好，这表明其前冲的速度保持较好，对速度的依赖和利用程度较大，其速度转为势能的程度较小；而塔伊莎第一步助跑时的速度，与并步后的助跑速度相比，具有下降的趋势，这说明其在助跑开始到助跑结束时，其速度有较大转化为势能的趋势，也即制动的程度较大，以便能够获得充分的起跳高度，从这个层面分析显然塔伊莎具有更好的起跳高度准备。助跑距离为运动员助跑开始到助跑结束，重心通过的水平距离，从两者的对比可以看出，塔伊莎重心通过的水平距离略大于杨珺菁的，这可能与塔伊莎有较大的制动需求有关。从近体快扣球的助跑阶段分析，塔伊莎的助跑步幅、助跑距离大于杨珺菁的，杨珺菁的助跑速度要大于塔伊莎。在速度的转化方面，显然塔伊莎的水平速度的损失要大于杨珺菁，这表明塔伊莎有着更好的速度转化能力，也即有着更好的动能转化为势能的能力。杨珺菁有着较好的速度能力，以期能够获得较好的起跳初速度。

表1 杨珺菁和塔伊莎近体快助跑阶段相关数据对比分析

2.2.2 起跳阶段对比分析

起跳阶段是指助跑结束瞬间到运动员离地瞬间的阶段。从起跳具有的不同、显著的动作特征画面可分为落地瞬间、最大缓冲和起跳瞬间三个时相阶段。运动员的各关节角度在落地与最大缓冲的差异称为缓冲角度；各关节角度在最大缓冲阶段与蹬伸阶段的角度差异为蹬伸角度。从缓冲和蹬伸的角度可以反映运动员对向前、向上等跳起的准备及程度等状况。

表2 杨珺菁和塔伊莎不同关节的起跳缓冲和蹬伸的角度汇总

从对起跳的影响程度和决定因素分析，膝关节的缓冲和蹬伸往往能更大程度地反映运动员对身体的控制和运用程度，因此我们对运动员膝关节的缓冲和蹬伸进行重点的分析。从缓冲的角度分析，杨珺菁的左右膝关节的缓冲角度都小于塔伊莎，这表明塔伊莎的缓冲幅度更大，也就是表明其制动效果程度要大于杨珺菁，这与其助跑末端速度损失加大，以期获得更大势能的特点向吻合。由此从缓冲角度分析，杨珺菁的幅度要小于塔伊莎的幅度，这与杨珺菁以期获得更快的起跳速度有着一定的关联。从蹬伸角度分析，杨珺菁左右膝关节的蹬伸角度都小于塔伊莎，这说明塔伊莎的起跳幅度角度，能够充分地为向上起跳做准备。从两人起跳阶段不同时相及相关运动学数据分析可知，杨珺菁的起跳缓冲和蹬伸的幅度都要小于塔伊莎，这表明前者更依赖于水平速度的保持，以期能够获得较快的起跳速度；而后者动作特征更符合具有较大制动趋势的特征，以期能够将速度较多地转化为势能。

表3 杨珺菁和塔伊莎起跳阶段时间的汇总对比

表3为两人起跳不同时相阶段的时间汇总表，从中可以看出，杨珺菁无论是左脚或右脚的缓冲和蹬伸时间都要短于塔伊莎，这与杨珺菁更注重起跳速度的保持、塔伊莎更倾向于提升动能的转化有着很大的关联。从缓冲和蹬伸所占时间的比例分析，可以看出，两人的左脚的缓冲和蹬伸比例均相差不大，这与两人都是左脚并右脚的起跳相关联；而两人右脚的缓冲和蹬伸比例相差均较大，这与两人的缓冲和蹬伸幅度有关，杨珺菁更强调速度性，因而缓冲比例明显低于蹬伸比例；塔伊莎更强调势能转化，因而缓冲的比例明显高于其蹬伸比例。

表4 杨珺菁和塔伊莎起跳高度等相关数据汇总

表4为杨珺菁和塔伊莎起跳高度等相关数据汇总表。起跳高度是指运动员起跳瞬间和腾起最大高度之间重心高度差。从表4可知，塔伊莎的起跳高度要高于杨珺菁，也即前者重心腾起的高度要高于后者，这也从可反映前者更在乎空中高度的获得。起跳距离是指运动员起跳瞬间和落点瞬间身体重心移动的距离。从移动距离上对比，杨珺菁要略高于塔伊莎，这可能和其保持较好的水平速度有关联。起跳速度是指运动员起跳瞬间身体重心的矢量速度。从起跳速度上分析，杨珺菁的起跳速度明显要快于塔伊莎，这与杨珺菁更强调起跳速度的技术特征相吻合。腾起角是指运动员起跳离地瞬间重心腾起方向和水平方向的夹角，这一角度越大，表明运动员在竖直方向获得速度分量越大，因此杨珺菁的腾起角度小于塔伊莎的腾起角度，这与两者的技术特征相吻合。

2.2.3 空中击球阶段的对比分析

表5 杨珺菁和塔伊莎空中击球相关数据汇总

表5是杨珺菁和塔伊莎空中击球相关数据汇总。尽管我们不能直接测量运动员击球时刻的力量和内部肌肉发力的大小等情况，但我们可以从一些具有明显特征的关节、球等相关指标推算和对比击球力量的区别。击球高度是指运动员击球瞬间球离地面的竖直高度。从两人的击球高度对比分析可知，塔伊莎的击球高度明显高于杨珺菁。击球高度高在一定程度上，有利于击球方向、角度的选择，也有利于击球的发力。击球高度是两人近体快扣球技术的关键差别之一。从击球瞬间各环节速度分析，两人的均是肩肘腕手掌等部位依次递增，但对比指掌部位的速度可知，塔伊莎的速度要高于杨珺菁的，这表明前者鞭打动作其末梢获得了更大的速度。从两者的击球的最大球速分析，塔伊莎为15.47m/s，杨珺菁为12.19m/s，前者高于后者，这也可以表明前者的击球力量要大于后者。这点可从动量定理分析可知， Ft=mV，F为球员击球力量，t为击球时间，m为球的质量，V为球获得的最大速度，在不考虑空气阻力及摩擦力的情况下，我们大致可以推算球员击球的力量。球的质量是一定的，现在正式排球比赛时的用球质量为260-280克，可取中间值270克；运动员的击球时间T、球速V，可依据Ariel公司APAS三维动作分析系统进行解析，从而可以大致推算中运动员的击球力量F=mV/t。由APAS三维动作分析系统解析可知，杨珺菁的扣球击球时间为0.06s，塔伊莎的扣球击球时间为0.04s。把相关数据带入F=mV/t，可知，杨珺菁的击球力量F=0.27kg×12.19m/s÷0.06s 约为54.86牛顿；塔伊莎的击球力量F=0.27kg×15.47m/s÷0.04s，约为104.42牛顿，前者小于后者。从手臂与躯干的夹角分析，塔伊莎的要小于杨珺菁的，一定范围内，手臂夹角较小，有利用充分发力，这无疑也是前者击球速度、力量要大于后者的原因。

3 结论和建议

3.1 塔伊莎和杨珺菁的近体快扣球技术具有一定的动力学差异。塔伊莎的击球力量约为104牛顿，杨珺菁的击球力量约为55牛顿。塔伊莎击球点高、击球力量大、速度快；杨珺菁击球点较低，击球力量小，速度慢。高点、大力、快速击球是近体快扣球技术当今的发展趋势，单纯以助跑速度快，击球速度快的近体快球已不能充分发挥快球的威力。

3.2 中国女排运动员应加强对助跑速度、起跳高度和快速挥臂效果的诉求；提升运动员对自我空中高度的运用效果，加大快攻击球的力量、提升击球高度。

[1] 黄汉升.球类运动-排球[M].北京：高等教育出版社，2005(7)

[2]白海波. 王一梅强攻扣球技术动作解析[J].体育科研,2009,30(1):81-84

[3]邹伟超.江苏女排单脚背飞扣球技术的运动学分析[D].苏州：苏州大学,2008

[3]杨宋华.对江苏省女排队员二号位直线扣一般球技术的运动学比较分析[D].苏州：苏州大学,2008

[5]杨嘉民,常华.对我国优秀女排队员单脚起跳扣球技术动作分析——背飞与背快扣球技术动作的比较[J].体育与科学，2010,31(1):97-100

[6]毛国莹.排球跳发球、后排扣球、前排扣球助跑起跳技术的运动学比较分析[D].苏州：苏州大学,2010

[7]王丽娜.排球跳发球后排进攻扣球、前排进攻扣球的起跳-落地阶段挥臂动作的运动学比较分析[D].苏州：苏州大学,2010

[8]王萍丽.中美排球后备人才培养现状比较[J].体育学刊,2010,17(12):78-81

Comparison of Chinese and Foreign Outstanding Volleyball Athletes in Fast Spiking Technique by the Three Dimensional Kinematic Analyses

ZENG li1, HUANG Yan-chun2

(1.Hunan institute of humanities science and technology of sports science,Loudi 417000,China;2.physical education department of Zhengzhou university,Zhengzhou 450001,China)

A-quick spiking is one of today's fast-spiking higher efficiency in the use of world women volleyball match, compared to Chinese women's volleyball women's volleyball athletes and Brazil athletes have certain differences in the use of the technologies. The results show that: In the run-up part of a small Chinese players stride and walking short distances, faster; aspects of Chinese athletes in the tendency to keep off for speed, short take-off time, to a high degree of Brazil players tend to pursue off time than long; ball in the air link, the Chinese player hitting a low point, a smaller force, slow, high Brazil players batting point, powerful high speed. Yang jun-jing' hitting power is about 55 N, Thaisa Menezes' hitting power is about 104 N. highs, strong, fast becoming nearly hitting the body quickly the main trend ball technology.

Chinese and Brazil women's volleyball teams; A-quick spiking; difference

2017-01-08

曾黎(1970-)男，湖南人，硕士，副教授

研究方向：排球教学训练与理论

2013-2014年度国家体育总局排球管理中心奥运攻关课题(2013A054)

G842

A

1007-323X(2017)03-0069-04