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摘 要：随着现代体育事业高速发展，对体育训练的针对性、科学性及合理性提出了更高的要求。传统以经验为依据的体 育训练方法已经无法适应新时代体育发展新形势，呈现出明显的滞后性与局限性。基于此，本文探讨了体育运动训练及计算机 技术，分析了适用于体育运动训练的计算机辅助系统，研究了计算机技术在体育运动训练中的应用。
关键词：计算机技术；体育运动训练；应用
Research on the Application of Computer Technology in Sports Training
YANG Wenyi, XU Nuo
(Qufu Normal University College of Sports Science, Qufu Shandong 273165)
【Abstract】： With the rapid development of modern sports, it puts forward higher requirements for the pertinence, scientificity and rationality of physical training. The traditional sports training methods based on experience can no longer adapt to the new situation of sports development in the new era, it shows obvious lag and limitations. Based on this, this paper discusses sports training and computer technology, this paper analyzes the computer-aided system suitable for sports training, this paper studies the application of computer technology in sports training.
【Key words】： computer technology;sports training;application
0 引言
体育运动训练是一项系统性、动态性及持续性的工 程， 涉及心理学、生物力学、运动学等诸多学科， 包含 运动员信息收集、训练计划设计制定、技术动作诊断纠 正、日常营养搭配规划、赛中赛后疲劳恢复等众多环 节。在体育运动训练中，影响运动员成绩的因素十分复 杂，传统以经验为依据的体育训练模式针对性、专业化 及科学性偏低，可能导致训练内容与运动员身体机能的 提升需求脱节，甚至因运动负荷过大造成运动员身体损 伤。计算机技术具有强大的数据收集及分析能力，可以 用作体育运动训练的“辅助工具”，通过其多元化功能为体育运动训练提供决策支持，从而提升体育运动训练水平。
1 体育运动训练及计算机技术
体育运动训练是一项系统性工程，涉及物动力学、运动学、心理学等多领域专业知识，包括高水平控制、 技术诊断、技能评定等多项环节。不仅如此，体育运动 训练是一个时刻处于动态化调整的过程，运动员运动技 能水平提升，所需要的训练内容、训练方式及训练强度 等也会发生变化 [1]。因此在体育运动训练过程中，各个 环节都会产生海量的信息，这些信息内蕴含着影响运动 员成绩的关键性因素，如心理能力、战术能力、运动智 能、运动技能等。传统体育运动训练模式下，教练员通 常依靠人眼观察辨别运动员动作的优劣，依赖经验进行 人体运动分析，局限性较大，再加上运动员与教练员对 同一动作的理解有所差异，在技术诊断时可能因二者的固有分歧导致诊断结果适用性较低，无法成为运动员改善自我的驱动力。
现代体育的发展对体育运动训练提出了更高的要求。计算机技术辅助体育运动训练可以提高运动员运动技能，使其在实际比赛中取得更为优异的成绩。此种 计算机辅助训练并非个例，如美国高尔察克雪橇队在参 加 1991 年冬奥会前借助计算机技术模拟雪橇装置对运 动员进行训练，克服装置、外界因素等对体育训练的桎 梏，使得高尔察克雪橇队在此次冬奥会上表现优秀；再 如美洲杯帆船赛中，法国队借助计算机技术整合数百场 帆船比赛视频、信息，提炼出比赛战略并应用于日常训 练中，进而在帆船赛中获胜。由此可见，计算机技术在体育运动训练中的应用可以保证训练的科学性、可量 化，并显著提升运动员比赛能力。
2 适用于体育运动训练的计算机辅助系统
当前适用于体育运动训练的计算机辅助系统主要包 括基于视频的运动分析系统、三维人体运动跟踪系统、 基于三维虚拟环境的训练系统等。不同系统有其优劣之 处，如基于视频的运动分析系统成本低、操作简单、功 能完善，可以实现对人体动作的捕捉、对比分析等，但 耗时较长、精度难以保障；三维人体运动跟踪系统可以 高精度获取人体动作的 2D 及 3D 数据，但仅适用于室 内体育运动训练。在实际应用中，需综合考虑体育运动 项目特征、比赛需求等，秉承技术性与经济性相统一的 原则引入计算机技术及辅助系统。不仅如此，计算机技 术的应用降低了人工统计分析工作量，体育运动训练内 容、方法等也发生全面调整，因此需对计算机技术应用 进行统筹规划与细致安排，探索出可充分发挥计算机技 术优势的体育运动训练方案，从而以计算机技术为辅助 切实强化训练效果、提升训练质量。
3 计算机技术在体育运动训练中的应用
高度信息化时代背景下，体育运动训练呈现出针对 性、高负荷、定量化及科学性的特征，教练员不仅应具 备丰富的体育运动项目经验，还需要善于运用计算机技 术收集、处理、挖掘训练信息，探寻信息背后隐含的规 律，从而利用科技手段提高体育运动训练水平。综合来 看，计算机技术在体育运动训练中的应用体现在以下几 个方面。
3.1 计算机技术在训练信息整合中的应用
虽然运动员在体育运动训练过程中身体素质、运动 技能等方面具有一定的相似性，但参与体育运动训练的内在动因、心理素质、抗压能力等方面具有较大的差异 性。由前几部分的论述可知，体育运动训练是一项集运 动技能、心理能力、运动智能于一身的综合性活动，除 生理层面的体能、运动技能之外，运动员心理素质、对 待体育运动训练的态度等都会影响其训练效果。这就需 要教练员根据不同运动员的生理基础、性格、兴趣爱技术进行训练信息整合，可以总结体育运动训练经验， 将各类训练信息进行可视化处理，从而将“主观经验” 转化为可量化、可计算、可对比的数据，能够显著提升体育运动训练的科学性。
3.2 计算机技术在训练计划制定中的应用
体育运动训练计划是整个体育运动训练过程的指导 方针，计划的科学性、合理性及可行性将直接影响体育 运动训练效果。在应用计算机技术构建“运动员训练信 息数据库”的基础上进一步借助计算机技术架构运动员 体能及训练效果评价指标体系，将数据库内与运动员身 体素质、训练效果相关的数据，如耐力、速度、柔韧性 等录入到训练技能评价模型中，能够全面测定、定量评 价运动员训练效果，自动化呈现体育运动训练中需要改 进的方面，如训练负荷不足、针对运动员下肢耐力的训 练内容不完善等，教练员以此为依据，根据不同运动员 的评价结果规划好训练内容，可以为计划的编制奠定坚 实、有力的基础。接下来，借助计算机整合网络上的体 育运动训练资源，提炼出科学、专业的训练方法及强度 参数，在掌握、分析、比较运动员训练状况、身体状况 的基础上结合调整后的训练内容、从网络中汲取的先进 训练方法制定出囊括近期、中期、远期三阶段目标的体 育运动训练计划，保证每一名运动员都能有明确的训练方向，并能够为达成训练目标坚持不懈、刻苦训练。不 仅如此，教练员可以利用计算机技术定期评价运动员体 能与训练效果，根据评价结果调整阶段性目标及训练周 期，能够保证体育运动训练与运动员成长规律相契合 [3]。
3.3 计算机技术在技术动作诊断中的应用
技术动作诊断是体育运动训练的重点及难点，需要 教练员结合项目经验及肉眼观察判断运动员的技术动作好、特长、多样化动因等为其提供针对性、差异化的体 育运动训练内容及方法。计算机技术在信息采集及加工 处理方面具有得天独厚的优势，在训练信息整合中应用 计算机技术，首先从各个训练环节、日常表现中提炼出 与运动员训练效果相关的信息；然后，结合现有资料建 立“运动员训练信息数据库”，对运动员进行分类、分 层管理；最后，通过计算机系统的检索、查询等功能可 以自动化、智能化调取所需的训练信息 [2]。应用计算机是否达到相应标准。在技术动作诊断中应用的计算机技 术主要包括视频采集、视频编解码、全景图技术。视频 采集用以拍摄、存储运动员参与体育运动训练的珍贵影 像信息；视频编解码技术用以对比运动员动作与标准动 作， 将运动员动作过程跟踪拍摄下来后， 借助 3D 技术 呈现运动员动作路线，通过视频叠加对比、动作分解等自动化生成运动员技术动作模型，最后将该模型与标准 动作模型对比后可以发现运动员动作在高度、速度、力 度等方面的不足之处，不仅可以使运动员了解自己未来 一段时间的训练重点及改进方向，还能帮助教练员调整 训练计划； 全景图技术用以提取 2D 及 3D 数据，利用 VUCON 设备获取人体 Marker 数据， 捕捉运动员动作 后分析人体运动规律，可以通过量化的人体运动分析帮 助教练员对运动员技术动作标准化程度进行判断 [4]。
3.4 计算机技术在真实赛况模拟中的应用
在现实的体育比赛中，运动员处于相对陌生的环境 之中，尤其是在竞技比赛中，运动员所面对的竞争对手 战术、动作等不尽相同。部分体育运动训练项目难以满 足体育比赛所需的物质条件，在实际比赛中可能因心理 压力过大、技术动作失准等弱化运动员比赛信心，影响 其后续的正常发挥。应用计算机技术中的虚拟现实技术 模拟真实赛况，给运动员身临其境般的感受，一方面可 以降低体育运动训练中的基础设施成本，在虚拟现实技 术的支撑下打造与真实比赛相近的训练环境，可显著提 升体育运动训练效果；另一方面可以使运动员在日常训 练中做好心理准备，教练员改变仿真环境的参数、设置 “突发情况”等，可显著提升运动员心理素质，使其在 比赛中沉着应对突发状况，从而为其参加比赛奠定基础。
3.5 计算机技术在异地互动训练中的运用
体育运动训练的要点并非局限在运动员在教练员的 指导下参与机械性训练，更重要的是通过实践总结经 验、反思教训，从而获得自我完善与提升。换言之，当 前体育运动训练的主体由教练员转化为多元主体，具有 不同体能及运动技能的运动员之间相互切磋也能够显著 提升运动员的比赛能力。计算机技术具有资源共建共 享、信息互联互通的显著特点，教练员可以将不同层 次、类型的训练视频、图文信息等整合在计算机平台 上，鼓励运动员利用碎片化时间观摩比赛视频、借鉴其 他运动员成功训练经验等，可以激发运动员参与体育运 动训练的积极性、主动性，还可以提升体育运动训练频 率。同时，利用计算机技术打造可实时交流的训练信息 化平台，不同地区的运动员可以共同执行体育运动训练 计划，在训练中优势互补、相互监督、相互促进，可以突破体育运动训练的时空限制，显著提升体育运动训练 质量，并赋予运动员一定的训练自主权、决定权。
3.6 计算机技术在技术动作模拟中的运用
部分体育运动项目，如跳水、体操等以高难度技术 动作取胜，但部分高难度动作危险性较高，稍有不慎便 会造成身体损伤。因此在动作的编制前需要对动作路线 的可行性进行分析。在新动作设计中应用计算机技术具 有显著优势：首先，基于手动绘图分析、动作细节画中画展示、动作视频同步对比播放、动作视频叠加对比、 运动轨迹现实及分析等模拟人体运动三维模型； 其次， 基于上述模型分析新动作中存在的缺陷，改进后对单个 动作进行细节分析，借助计算机技术强大的运算功能形 成优美、可行的一整套动作轨迹，并标注出动作的关键 点，如力度、速度、高度及所需的肌肉条件等； 最后， 再次验证新动作的可行性，如果其符合生物动力学、运 动学等基本原理，则可将其转化为训练内容，在训练时 依照模型对运动员动作进行调整。
4 结语
计算机技术在体育运动训练中的应用早有案例，且 能够综合提升运动员身体素质、运动技能及心理素质， 对于提高体育运动训练的专业性、标准化、科学性及可 行性大有裨益。当前计算机技术主要应用于训练信息整 合、训练计划制定、技术动作诊断、真实赛况模拟、异 地互动训练、技术动作模拟中，且包含基于视频的运动 分析系统、三维人体运动跟踪系统、基于三维虚拟环境 的训练系统，在实际应用中应当根据训练实际需求予以 合理选择，以此充分发挥计算机技术应用价值。
参考文献
[1] 李海鹏,陈小平,何卫,等.科技助力竞技体育:运动训练中可 穿戴设备的应用与发展[J].成都体育学院学报,2020(3):19-25. [2] 马艳,邓豪.基于虚拟现实的运动训练矫正系统设计[J].信息 技术,2019(9):20-23+28.
[3] 李鑫,陈建新,陈克坚,等.基于Kinect的体育运动自训练系统 [J].计算机技术与发展,2019(4):122-127.
[4] 路来冰,李小龙.人工智能技术在国际体育运动领域的聚类 与演化[J].山东体育学院学报,2020(3):21-32.
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