Оптические и оптико-электронные методы предназначены для дистанционного и бесконтактного контроля за спортсменом. Они не мешают естественному ходу тренировок и соревнований.
Оптические методы основаны на фотографии. Фотография («светопись») — это совокупность способов получения изображений на светочувствительном материале. Различают фотосъемку и киносъемку. При фотосъемке изображение фокусируется на неподвижной фотопластинке или фотобумаге, при киносъемке отдельные позы спортсмена фотографируются на следующих один за другим кадрах движущейся светочувствительной пленки (кинопленки).
Результаты фото- и киносъемки предназначаются либо для визуального изучения движений, либо для определения кинематических характеристик (перемещений, скоростей, ускорений). В первом случае результаты представляются в виде фотоснимка, кинофильма, кинокольцовки или кинограммы.
Кинокольцовкой называется отрезок киноленты, склеенный в кольцо с целью многократного просмотра зафиксированно изображения. Обычные размеры кинокольцовки 1—18 м.
|
|
Кинограммой называют отпечатанный на фотобума отрезок киноленты.
При фото- и киносъемках, выполняемых с измерительными целям регистрируется циклограмма или стробофотограмма.
Стробофотограммой (стробограммой) движения принято называть совмещенное изображение нескольких поз движущего объекта. Ее обычно получают путем фотосъемки через обтюратор — вращающийся непрозрачный диск с прорезям Обтюратор, объединенный с вращающим его электродвигателе называется механическим стробоскопом (от греч. стробос — кружение, скопео — смотрю). Другой способ стробоскопической съемки состоит в том, что съемку производят в мелькающем свете: мощные осветительные лампы зажигаются и гаснут с больше частотой через определенные интервалы времени (электронная стробоскопия).
Стробограмма (контурограмма) может быть получена посредством киносъемки. В этом случае кинопленку кадр за кадром проецируют на лист бумаги и делают последовательные отпечатки, (либо просто обводят карандашом контуры спортсмена или спортивного снаряда).
Циклограммой называется совокупность прерывистых линий, воспроизводящих траектории звеньев движущегося тела. Для регистрации циклограммы на суставах и голо спортсмена укрепляются маркеры (миниатюрные лампочки или отражатели света). Съемка ведется фотоаппаратом со стробоскопе (фотоциклография) или киноаппаратом (киноциклография).
Киноциклограмма («промер») получится, если кадры кинопленки поочередно спроецировать на лист бумаги и вручную отметить положение маркеров.
|
|
Точность регистрации положения точки в пространстве важнейший критерий качества оптических и оптико-электронных систем, предназначенных для измерений. От нее зависит точность измерения скорости и ускорения.
Методы, основанные на фотосъемке, на порядок (примерно в 10 paз) точнее кинометодов. Это объясняется тем, что при фотосъемке — (с применением стробоскопа) все движение фиксируется на одном и том же неподвижном снимке, размер которого может достигать 180 х 240 мм (наибольший размер кинокадра равен 24 х 35мм; кинопленка во время съемки движется и потому может деформироваться, что приводит к искажению регистрируемого изображения).
И при фотосъемке, и при киносъемке точность повышается, если от плоскостной съемки перейти к стереоскопической (греч. стереос пространственный). Стереосъемка чаще всего ведется двумя синхронно действующими съемочными аппаратами и позволяет регистрировать движения спортсмена в трехмерном пространстве. Иногда ее проводят и с помощью одного аппарата, применяя специальные зеркальные приспособления, делящие один снимок на два кадра.
Обладая сравнительно низкой точностью, киносъемка имеет преимущество перед фотосъемкой, заключающееся в том, что дает возможность регистрировать быстропротекающие движения и воспроизводить их на экране с замедлением. Скоростная (рапидная) съемка может выполняться с частотой до нескольких тысяч кадров в секунду. Она позволяет изучать, например, процесс соударения теннисного мяча с ракеткой, длящийся от 0,001 до 0,01 с. В большинстве случаев при рапидной съемке в спорте используется частота кадров не выше 500 в секунду.
Оптико-электронные методы регистрации движений основаны на преобразовании изображения в электрический сигнал. Они делятся на телевизионные и фотоэлектронные методы. К телевизионным относятся телециклография и видеомагнитофонная запись (видеозапись).
Телециклография (аналог фотоциклографии) характеризуется тем, что траектории движения регистрируются телевизионной камерой и воспроизводятся на телевизионном экране.
Видеозапись — запись изображения на магнитной ленте с целью его многократного воспроизведения на телевизионном экране. Видеозапись дает возможность тщательно и объективно анализировать спортивную технику и тактику, приносит большую пользу не только в тренерской работе, но и в судействе соревнований, позволяя многократно воспроизвести на экране тот или иной эпизод спортивного состязания и принять окончательное решение на основании объективных данных. К сожалению, для научных исследований техники движений видеомагнитофонная запись не годится из-за недостаточной точности.
Фотоэлектронные методы измерения основаны на фотоэффекте. Фотоэффектом называется испускание веществом электронов под действием электромагнитного излучения (светового и др.).
При помощи фотоэлектронных устройств в спорте издавна измеряется время преодоления дистанции. Сейчас фотоэффект начинают применять и для регистрации циклограмм (подобно оптическим методам).
По точности современная фотоэлектронная аппаратура превосходит телевизионную (которая практически не используется в измерительных целях), но значительно уступает лучшим образцам измерительной фотоаппаратуры (аппаратуры для стереофотограмметрии).