導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇生物力學(xué)與仿真技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù)；體育教學(xué)；應(yīng)用研究

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都取得較快的發(fā)展。仿真技術(shù)的大量應(yīng)用，提高了生產(chǎn)和生活的效率。對(duì)于體育領(lǐng)域來(lái)講，仿真技術(shù)的應(yīng)用使體育科研人員對(duì)體育技術(shù)動(dòng)作有了更科學(xué)的認(rèn)識(shí)，對(duì)于發(fā)揮運(yùn)動(dòng)員最大的動(dòng)作優(yōu)勢(shì)和訓(xùn)練結(jié)構(gòu)提供了有益支持。它可以創(chuàng)造相似的模式訓(xùn)練或?qū)崙?zhàn)環(huán)境、模型化的物理環(huán)境與用戶融為一體，使運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。這種人機(jī)和諧的仿真環(huán)境的探索已廣泛展開(kāi)，諸如可視仿真、多媒體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等等。在實(shí)際應(yīng)用中，這些仿真技術(shù)互有偏重，又互為補(bǔ)充。在體育教學(xué)中，往往以多媒體仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛。

1仿真技術(shù)概述

仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建造被研究的真實(shí)系統(tǒng)的模型、進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究的一種方法。它是建立在系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)識(shí)別、控制理論、計(jì)算技術(shù)與控制工程基礎(chǔ)上的一門綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)技術(shù)。應(yīng)用到體育領(lǐng)域，就是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)再現(xiàn)體育教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教練員的訓(xùn)練意圖、管理者的組織方案和運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練過(guò)程，從而達(dá)到對(duì)體育系統(tǒng)的解釋、分析、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)科。仿真技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要有數(shù)學(xué)建模和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取。

虛擬現(xiàn)實(shí)及其仿真技術(shù)日益發(fā)揮出越來(lái)越大的作用，為高科技在競(jìng)技體育領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更加廣闊的空間。作為大自然和人類社會(huì)的主宰，人體自身的建模處于一個(gè)非常重要的位置，已成為人類工程學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工生命及生物力學(xué)研究的熱點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外的很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究和探索，建立了人體的數(shù)學(xué)模型，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)分析提供了很大的幫助。代表人物有德國(guó)的R??Gawtonski和波蘭的B??Macukow，他們采用經(jīng)典的分析力學(xué)的理論基礎(chǔ)，推導(dǎo)出人體的二階非線性拉氏方程；美國(guó)斯坦福大學(xué)的Kane建立了一套新的建模理論，主要基于內(nèi)坐標(biāo)與外坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法；美國(guó)的Roberson德國(guó)的Wittenburg采用了圖論中理論，建立了樹(shù)形多體系統(tǒng)的建模方法；南非的Hazte采用了優(yōu)化結(jié)合同步測(cè)量方法，模擬了人體的運(yùn)動(dòng)。

1??1建立模型

建立仿真模型是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，模型的有效性直接影響著仿真的效果。我們常見(jiàn)的有二維模型和三維模型。他們都是用抽象的數(shù)學(xué)方程來(lái)描述系統(tǒng)內(nèi)部變量之間的關(guān)系，從而建立起來(lái)的模型。體育運(yùn)動(dòng)中運(yùn)用較多是人體模型，要顯示二維或三維的人體效果，首先要建立人體模型。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維建模是目前比較流行的，真實(shí)感和逼真度都較好，且可以多角度展示。

人體是由多個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成的復(fù)雜形體，普通的三維攝像機(jī)量即多姿態(tài)角不能模擬真實(shí)的人體運(yùn)動(dòng)，完整人體仿真技術(shù)需要提供所有的關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)。因此運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)要遠(yuǎn)復(fù)雜于一般的剛體。運(yùn)動(dòng)仿真的要素，首先利用相關(guān)設(shè)計(jì)軟件建模，即建立三維人體模型，其次是根據(jù)生物力學(xué)和物理學(xué)相關(guān)知識(shí)產(chǎn)生模型各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。

建模的類型根據(jù)不同的需要有不同的設(shè)計(jì)方案。以曲面建模為例，曲面是把人體骨架圍繞起來(lái)，曲面由小平面組成，可以表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中關(guān)節(jié)處曲面的變化。曲面模型由于計(jì)算方便，運(yùn)算規(guī)則較為成熟，顯示三維效果較好。建模完成后，基本的仿真效果已經(jīng)具備，但是，為了使三維圖像看上去更加真實(shí)，最大程度地展現(xiàn)動(dòng)作軌跡或模擬比賽、教學(xué)場(chǎng)景，還必須對(duì)教學(xué)環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，例如地理、氣候、教學(xué)設(shè)備、場(chǎng)地等效果。

1??2運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的獲取

運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)是將文字、圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻等素材進(jìn)行綜合分析，那么這么多的數(shù)據(jù)是如何獲取的？那就需要專業(yè)的攝像設(shè)備和分析系統(tǒng)。專業(yè)的攝像設(shè)備是捕獲運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的重要工具，它可以給我們提供第一手真實(shí)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)資料，這些資料包含了豐富的時(shí)間信息，使得人體的運(yùn)動(dòng)變化更加逼真。一般都要先對(duì)相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)場(chǎng)景幾何模型建立獲取相機(jī)內(nèi)部參數(shù)以及旋轉(zhuǎn)矩陣、平移矩陣等外部參數(shù)。然后我們通過(guò)三維人體運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維位置信息，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，從而得到人體的關(guān)節(jié)在各個(gè)局部坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度信息，人體姿態(tài)的關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)可以直接輸入到三維虛擬模型，進(jìn)行行為驅(qū)動(dòng)。

在人體圖像運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)節(jié)點(diǎn)三維位置會(huì)跟隨著運(yùn)動(dòng)，把這些點(diǎn)連接起來(lái)就會(huì)形成人體連續(xù)的、平滑的運(yùn)動(dòng)曲線。我們可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)曲線的連續(xù)性和平滑性來(lái)預(yù)測(cè)和修改數(shù)據(jù)。如果捕獲的數(shù)據(jù)幀中有關(guān)節(jié)點(diǎn)缺失，可以利用曲線的連續(xù)性對(duì)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行估測(cè)，如果關(guān)節(jié)點(diǎn)位置偏移較大，在運(yùn)動(dòng)曲線上會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)突變，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)曲線的平滑性對(duì)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整。

2運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在體育教學(xué)中的作用

運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)體育訓(xùn)練方法的進(jìn)步和轉(zhuǎn)變。即利用高精度視頻捕捉設(shè)備與分析系統(tǒng)相結(jié)合，更精確地測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)的軌跡，再利用人體運(yùn)動(dòng)仿真模擬分析改進(jìn)運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練方法，使訓(xùn)練更加有效。運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)常見(jiàn)的功能主要有動(dòng)作對(duì)比、動(dòng)作分解和技術(shù)分析。

篇2

水平仰泳運(yùn)動(dòng)員技術(shù)特征運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)在主要有五個(gè)大的方向：1.水中阻力和仰泳技術(shù)；2.水中推進(jìn)力和仰泳技術(shù)；3.動(dòng)作對(duì)水方向；4.動(dòng)作對(duì)水攻角；5.動(dòng)作速度。下面從五個(gè)方面進(jìn)行闡述。

一、仰泳技術(shù)

競(jìng)技仰泳作為僅次于自由泳的古老項(xiàng)目，從第二屆奧運(yùn)會(huì)開(kāi)始就正式進(jìn)入競(jìng)技游泳的舞臺(tái)，但是早在18世紀(jì)就已有關(guān)于仰泳技術(shù)的記載。最初的仰泳是在游泳中仰臥漂浮作為水中休息，后來(lái)發(fā)展到利用兩臂同時(shí)在體側(cè)向后劃水，兩腿做蛙泳的蹬夾水的動(dòng)作，亦稱為“蛙式仰泳”或“反蛙泳”。自1902年出現(xiàn)爬泳技術(shù)后，就開(kāi)始有人在游仰泳時(shí)，采用類似爬泳的兩臂輪流向后劃水的技術(shù)，然后再發(fā)展為將兩腿改為上下踢水的技術(shù)。在此期間，雙臂仰泳、蛙腿蹬夾水，仍在比賽中使用。

直到1912年第五屆奧運(yùn)會(huì)，美國(guó)運(yùn)動(dòng)員赫布湟爾采用爬式仰泳獲得100米冠軍，證實(shí)了爬式仰泳技術(shù)的優(yōu)越性。其他姿勢(shì)的仰泳才逐漸從競(jìng)技游泳中消失，成為實(shí)用游泳姿勢(shì)來(lái)使用。以后，仰泳技術(shù)不斷發(fā)展，經(jīng)歷了水下直臂劃水到曲臂劃水，不轉(zhuǎn)肩到轉(zhuǎn)肩。1986年民主德國(guó)運(yùn)動(dòng)員馬特斯，采用大屈臂、深劃水、強(qiáng)有力打腿、動(dòng)作伸展、身體平而高、講究流線型的技術(shù)，獲男子100米仰泳冠軍，并以58.7成績(jī)破1分鐘大關(guān)，成為仰泳技術(shù)發(fā)展的轉(zhuǎn)折。由此，奠定了現(xiàn)代仰泳技術(shù)的基礎(chǔ)。

二、流體力學(xué)原理在游泳中的運(yùn)用

凡涉及水環(huán)境的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，參與者都不可忽視水的一條最為重要的自然屬性――水是可以產(chǎn)生力的一種流體。人在水中游泳時(shí)所受的垂直方向的力，有向下的重力和水作用于人體的向上的力。這種向上的力，可以看成是兩部分組成：靜水浮力與動(dòng)水升力。如人體在靜水中不動(dòng)，只有靜水浮力，人在水中游進(jìn)時(shí)，既有靜水浮力，又有動(dòng)水升力。

在學(xué)習(xí)游泳技術(shù)的初期，我們首先要掌握的就是人體在水中的漂浮能力，也就是要學(xué)會(huì)利用水具有浮力的這一特性。根據(jù)人體密度平均值0.96～1.05克/厘米，可以得知我們?nèi)梭w的密度與水的密度是非常接近的。當(dāng)身體的密度低于或等于水密度的時(shí)候，人可以很輕松的漂浮在水面上；而當(dāng)身體的密度高于水密度的時(shí)候，人雖不能輕松實(shí)現(xiàn)漂浮，但可以通過(guò)肺呼吸來(lái)控制身體體積的變化，以影響自身的身體密度，實(shí)現(xiàn)漂??；但仍有部分人是因?yàn)樯眢w密度高于常人，所以即使充分吸氣也無(wú)法使身體漂起。可是這也并不表示這一類人群就無(wú)法學(xué)習(xí)游泳技術(shù)，這時(shí)就需要利用動(dòng)水升力，通過(guò)四肢稍作適當(dāng)?shù)膭?dòng)作，產(chǎn)生動(dòng)水升力，再加上肺呼吸的配合，也可以使身體實(shí)現(xiàn)漂浮。

三、水中阻力與仰泳技術(shù)

在水中移動(dòng)的任何物體都要受到水的阻礙作用，這個(gè)阻礙物體移動(dòng)的力稱為阻力。影響游泳運(yùn)動(dòng)成績(jī)的阻力有三種，分別是形狀阻力、波浪阻力和摩擦阻力。

形狀阻力是游泳運(yùn)動(dòng)員在水中前進(jìn)時(shí)身體形狀引起的阻力。波浪阻力是水面的湍流引起的。人在游進(jìn)時(shí)能夠產(chǎn)生弓形波，這些弓形波向后推身體，使前進(jìn)速度下降。摩擦阻力也稱“附著力”。即游泳時(shí)粘附表體的水分子與相鄰水層摩擦而產(chǎn)生遞減身體運(yùn)動(dòng)的力。

四、世界游泳技術(shù)研究的現(xiàn)狀

CFD計(jì)算流體力學(xué)（computational fluid dynamics），是一項(xiàng)流體力學(xué)研究的新技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)的精細(xì)、定量、動(dòng)態(tài)的研究和診斷。根據(jù)資料顯示，目前在美國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)、澳大利亞等國(guó)家都已大量使用了CFD技術(shù)展開(kāi)了對(duì)游泳技術(shù)的模擬仿真研究，以便能夠更深入地了解游泳流動(dòng)過(guò)程及其產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)效果。

在配合游泳技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，一些對(duì)游泳技術(shù)有較大幫助的游泳新技術(shù)設(shè)備也被發(fā)明和改進(jìn)。20世紀(jì)末美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)在使用水中步測(cè)器（Aquapacer，類似于電子節(jié)拍器）、Matrix速度解析系統(tǒng)（解析比賽和技術(shù)動(dòng)作等）和游泳之星反劃水掌等設(shè)備來(lái)作為輔助運(yùn)動(dòng)提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的工具。澳大利亞也被認(rèn)為是目前世界上最重視應(yīng)用新科技手段幫助運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的國(guó)家，如“鯊魚皮泳裝”的問(wèn)世，帶動(dòng)和推進(jìn)了游泳運(yùn)動(dòng)成績(jī)的快速提高。澳大利亞體育學(xué)院下設(shè)的生物力學(xué)、物理療法和按摩、生理、運(yùn)動(dòng)心理、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)和選材部門都配備了高水平的專家進(jìn)行體育科學(xué)研究，他們的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)還利用“計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)分析系統(tǒng)”為澳大利亞高水平運(yùn)動(dòng)員提供技術(shù)幫助。

進(jìn)入21世紀(jì)，人們對(duì)體育科學(xué)理論知識(shí)和各種科學(xué)手段以提高游泳專項(xiàng)成績(jī)的探索開(kāi)展了更加廣泛的研究?，F(xiàn)在，游泳運(yùn)動(dòng)已經(jīng)從對(duì)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑在體育運(yùn)動(dòng)中的關(guān)注點(diǎn)又?jǐn)U大到了對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)方面的革新上，同時(shí)，緊密設(shè)備的開(kāi)發(fā)與研究也進(jìn)入到能夠操控記錄運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)并進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃的水平。

五、我國(guó)游泳技術(shù)研究的現(xiàn)狀

我國(guó)在開(kāi)展游泳技術(shù)的理論研究方面起步較晚，20世紀(jì)80年代前，幾乎沒(méi)有系統(tǒng)地開(kāi)展過(guò)這方面的實(shí)驗(yàn)性研究。80年代初，我國(guó)游泳界開(kāi)始進(jìn)行了一系列的游泳政策改革措施，通過(guò)“走出去，請(qǐng)進(jìn)來(lái)”，引進(jìn)國(guó)外最新的游泳技術(shù)研究方法和理論，初步形成了新的游泳訓(xùn)練指導(dǎo)思想，并總結(jié)了游泳訓(xùn)練的基本原則，從而帶動(dòng)我國(guó)游泳運(yùn)動(dòng)成績(jī)的飛躍。

90年代以后，我國(guó)科研人員開(kāi)始利用自行研制的儀器設(shè)備，對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行水下技術(shù)拍攝和輔助技術(shù)訓(xùn)練工作，近幾年還跨行業(yè)與清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)合作，從生物動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)以及計(jì)算機(jī)流體力學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)等不同領(lǐng)域?qū)τ斡鞠嚓P(guān)技術(shù)的力學(xué)原理展開(kāi)深入的研究。

2002年以后，我國(guó)科研人員和清華大學(xué)以及北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)流體力學(xué)專家一道，對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員游進(jìn)過(guò)程中減少阻力、增大推進(jìn)力等方面逐步開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)性研究。

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)資料的查找與閱讀，發(fā)現(xiàn)我國(guó)關(guān)于仰泳技術(shù)研究的文獻(xiàn)較少，并且大部分都是以少兒為主，有關(guān)高水平仰泳運(yùn)動(dòng)員技術(shù)研究的文獻(xiàn)更是微乎其微。因此，對(duì)于高水平仰泳運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)研究需要加強(qiáng)。在對(duì)資料書籍的閱讀過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，仰泳劃水技術(shù)分為深劃水和淺劃水，推水技術(shù)分為寬推水與窄推水，雖然大部分文獻(xiàn)都強(qiáng)調(diào)深劃水與寬推水的技術(shù)會(huì)較好，可是個(gè)人認(rèn)為，還是需要因人而議。深劃水需要較好的柔韌性，同時(shí)還要具有較大的力量，而寬推水需要的則是核心力量，也與個(gè)人的動(dòng)作習(xí)慣有關(guān)。另外，由于游泳規(guī)則對(duì)于仰泳出發(fā)進(jìn)行了改動(dòng)，也使得仰泳的出發(fā)技術(shù)發(fā)生很大的變化，今后的研究也可以向這個(gè)方向進(jìn)行延伸。隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域與競(jìng)技體育之間的相互合作，現(xiàn)在的體育科學(xué)研究已經(jīng)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的幫助，因此如何開(kāi)發(fā)出更加先進(jìn)，并且適合我國(guó)游泳技術(shù)研究的軟件及儀器設(shè)備，也是一項(xiàng)重大課題。

參考文獻(xiàn)：

篇3

科技奧運(yùn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）提供了一個(gè)大試驗(yàn)場(chǎng)。應(yīng)用VR技術(shù)對(duì)奧運(yùn)會(huì)各種場(chǎng)館建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行仿真，建立虛擬奧運(yùn)村三維動(dòng)畫模型，在互聯(lián)網(wǎng)上展示，從而真正做到對(duì)奧運(yùn)會(huì)各項(xiàng)工程進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行和管理。不但如此，VR技術(shù)還能將中華文明、奧運(yùn)百年歷史、精彩賽事等設(shè)計(jì)成三維動(dòng)畫，建立互聯(lián)網(wǎng)上的奧林匹克虛擬博物館，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可以在虛擬博物館各個(gè)展廳中漫游。

【應(yīng)用篇】

在競(jìng)技體育訓(xùn)練仿真中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠用多種感知方式向參與者（教練、組織者和運(yùn)動(dòng)員）演示教練的訓(xùn)練意圖和運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練過(guò)程，并且參與者能夠自然地與仿真系統(tǒng)進(jìn)行交互。這類基于VR的競(jìng)技體育仿真系統(tǒng)能夠提高運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)訓(xùn)練水平。

團(tuán)體操虛擬編排

圖1 將一個(gè)方隊(duì)變成了五個(gè)圓環(huán)。

圖2 蹦床模擬系統(tǒng)生成的動(dòng)作序列。

圖3 虛擬網(wǎng)絡(luò)馬拉松中兩人在賽跑。

圖4 借助于虛擬技術(shù)，人們足不出戶就可以游覽瑞士洛桑的奧林匹克博物館，還可以觀看一些奧運(yùn)展品。

圖5 可以在虛擬奧運(yùn)博物館中展示中國(guó)古代的體育運(yùn)動(dòng)，如射箭（）。

團(tuán)體操是一種體育和藝術(shù)高度結(jié)合、以體操動(dòng)作為主的群眾性體育表演項(xiàng)目。它是由幾十人、幾百人甚至成千上萬(wàn)人，在大的場(chǎng)(館)中通過(guò)以體操為主體的各色各樣的體育運(yùn)動(dòng)、文藝形式和隊(duì)形變化、圖案造型，配以音樂(lè)、道具、服裝，乃至背景、場(chǎng)景(舞臺(tái))和燈光等藝術(shù)裝飾所構(gòu)成的體育藝術(shù)性的集體表演項(xiàng)目（見(jiàn)圖1）。

團(tuán)體操設(shè)計(jì)和排練是一件非常煩瑣、耗時(shí)的工作。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育仿真中具有很好的應(yīng)用前景，將虛擬人群仿真技術(shù)應(yīng)用于團(tuán)體操設(shè)計(jì)和演練，可以提高設(shè)計(jì)和排練質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)人員和排練人員的工作效率。團(tuán)體操編排和演練仿真涉及到大量的虛擬人群運(yùn)動(dòng)、動(dòng)作及隊(duì)列編排，其關(guān)鍵技術(shù)為大規(guī)模場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)建模、路徑規(guī)劃和避免碰撞等。

三維蹦床運(yùn)動(dòng)模擬

蹦床運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目是一種技巧類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，并于2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)首次被接納為奧運(yùn)比賽項(xiàng)目，該項(xiàng)目在訓(xùn)練中存在很高的難度和風(fēng)險(xiǎn)。中科院計(jì)算所開(kāi)發(fā)的數(shù)字化三維蹦床運(yùn)動(dòng)模擬與仿真系統(tǒng)，可以很好地幫助蹦床運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練。

該系統(tǒng)以數(shù)字化三維人體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)數(shù)據(jù)和真實(shí)人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以三維方式逼真模擬、設(shè)計(jì)蹦床動(dòng)作，模擬生成成套技術(shù)動(dòng)作編排，并輔之以人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原理驗(yàn)證、分析技術(shù)動(dòng)作，最后將模擬動(dòng)作與實(shí)際訓(xùn)練動(dòng)作同屏、同步對(duì)比，從而使之具有更強(qiáng)的指導(dǎo)意義(見(jiàn)圖2)。

虛擬網(wǎng)絡(luò)馬拉松

在虛擬馬拉松系統(tǒng)中，個(gè)人可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和屏幕內(nèi)的虛擬場(chǎng)景，借助跑步機(jī)或踏步機(jī)進(jìn)行健身、娛樂(lè)和競(jìng)技。這樣該系統(tǒng)就不僅僅用于輔助訓(xùn)練，更重要的是它可以成為一種娛樂(lè)的方式。

該系統(tǒng)有三個(gè)模式: 單機(jī)訓(xùn)練、網(wǎng)絡(luò)漫游和網(wǎng)絡(luò)競(jìng)技。單機(jī)訓(xùn)練模式可以通過(guò)跑步機(jī)等硬件設(shè)備與系統(tǒng)交互，而系統(tǒng)可以對(duì)訓(xùn)練時(shí)的速度心率等信息予以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可以存儲(chǔ)用戶的歷史訓(xùn)練信息。漫游模式中，多個(gè)用戶可以在場(chǎng)景中同時(shí)漫游，用戶可以從一個(gè)場(chǎng)景切換到另一個(gè)，走到一些特定的物體前面可以選擇查看物體的詳細(xì)信息。競(jìng)技模式中，借助于網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)動(dòng)員還可以進(jìn)行馬拉松比賽，跑到終點(diǎn)后，系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)用戶所用的時(shí)間，給出一個(gè)排名(見(jiàn)圖3)。

虛擬自行車比賽

自行車運(yùn)動(dòng)作為奧運(yùn)項(xiàng)目在奧運(yùn)會(huì)中占有一定的地位。但是，處于室外的場(chǎng)地賽和公路自行車項(xiàng)目的訓(xùn)練往往受制于天氣等外界條件。比如，由于自行車運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)其做測(cè)試或監(jiān)控往往會(huì)受到一定的限制; 此外，還有諸如調(diào)時(shí)差訓(xùn)練等的特殊要求。因此，研制具有模擬實(shí)際場(chǎng)地信息，又能模擬運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)狀況，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員做功情況的綜合虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)是很重要的，而虛擬自行車系統(tǒng)就可以滿足這方面需求。

此系統(tǒng)的硬件部分是一輛自行車，它包含傳感器或采集卡，能夠?qū)崟r(shí)地采集一些數(shù)據(jù)，如角度、角速度以及心率等， 然后將這些數(shù)據(jù)通過(guò)串口（或其他接口）送往PC機(jī)。軟件模塊根據(jù)接受到的這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自行車在特定場(chǎng)景中的實(shí)時(shí)模擬。

為了更好地模擬訓(xùn)練和比賽，系統(tǒng)還可以提供分布式仿真的支持，使得多個(gè)運(yùn)動(dòng)員通過(guò)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)在同一個(gè)場(chǎng)地參加訓(xùn)練和比賽，同時(shí)把運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和比賽的數(shù)據(jù)保存下來(lái)，以備

統(tǒng)計(jì)分析，有利于指導(dǎo)員更好地指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和分析對(duì)手。

數(shù)字奧運(yùn)博物館

當(dāng)初在申辦2008奧運(yùn)會(huì)時(shí)中國(guó)曾提出建立一個(gè)“虛擬奧運(yùn)博物館”的創(chuàng)意，引起了國(guó)際奧委會(huì)的極大興趣和關(guān)注，從而為中國(guó)獲得承辦權(quán)提供了很大的幫助。該計(jì)劃得到了國(guó)家科技部、教育部、北京市科委的大力支持。 虛擬奧運(yùn)博物館將是世界上第一個(gè)全面介紹多元化背景下奧運(yùn)歷史和發(fā)展的系統(tǒng)。它將充分表現(xiàn)多元文化對(duì)奧運(yùn)、生活等各方面的影響。2005年，國(guó)家自然科學(xué)基金將“虛擬奧運(yùn)博物館關(guān)鍵技術(shù)研究”和“遠(yuǎn)程沉浸式虛擬奧運(yùn)博物館關(guān)鍵技術(shù)研究”列為重點(diǎn)項(xiàng)目予以大力支持，這兩個(gè)項(xiàng)目的依托單位分別為北京航空航天大學(xué)和浙江大學(xué)。

虛擬奧運(yùn)博物館的參觀者既可以通過(guò)一個(gè)智能導(dǎo)游的引導(dǎo)來(lái)訪問(wèn)，也可以通過(guò)控制一個(gè)虛擬化身(avatar)在虛擬場(chǎng)景中隨意漫游來(lái)參觀虛擬奧運(yùn)博物館。虛擬奧運(yùn)博物館要實(shí)現(xiàn)包括奧運(yùn)三維信息遠(yuǎn)程服務(wù)、奧運(yùn)比賽項(xiàng)目的仿真模擬、虛擬奧運(yùn)藝術(shù)作品展示、歷屆奧運(yùn)歷史再現(xiàn)、奧運(yùn)比賽精彩回放、歷屆奧運(yùn)場(chǎng)館虛擬漫游等(見(jiàn)圖4、圖5)。

虛擬奧運(yùn)博物館是一個(gè)大規(guī)模的分布式虛擬環(huán)境，支持奧運(yùn)知識(shí)的介紹、用戶對(duì)體育項(xiàng)目的體驗(yàn)、奧運(yùn)場(chǎng)館的虛擬漫游等。它也是一個(gè)可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)的系統(tǒng)，支持多種接入設(shè)備，可以是PC機(jī)，也可以是像PDA或手機(jī)那樣的移動(dòng)設(shè)備。不同的設(shè)備需要考慮支持不同的交互模式和繪制精度。

一般的博物館通常是靜態(tài)的展示，奧運(yùn)博物館則有所不同。奧運(yùn)作為大型的體育運(yùn)動(dòng)會(huì)，其動(dòng)態(tài)的元素居多，適合使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的“活”的展示。

奧運(yùn)場(chǎng)館的規(guī)劃

與一般的城市建筑規(guī)劃類似，奧運(yùn)場(chǎng)館的規(guī)劃關(guān)聯(lián)性和前瞻性比較高，所以對(duì)可視化技術(shù)的需求也比較迫切。在場(chǎng)館建設(shè)中，規(guī)劃的決策者、設(shè)計(jì)者、管理者以及公眾，分別扮演了不同的角色，他們的有效合作是場(chǎng)館規(guī)劃最終成功的前提。VR技術(shù)為這種合作提供了理想的橋梁，運(yùn)用VR技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商、工程人員及公眾從任意角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)地看到規(guī)劃效果，更好地掌握?qǐng)鲳^的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計(jì)意圖。這樣，決策者的宏觀決策就會(huì)成為場(chǎng)館規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動(dòng)畫等所不能達(dá)到的。

【技術(shù)篇】

從上面的介紹可以看到，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用到數(shù)字奧運(yùn)中會(huì)使得數(shù)字奧運(yùn)大放光彩。當(dāng)然，這里面離不開(kāi)相關(guān)技術(shù)的支持，如場(chǎng)景的建模與繪制、虛擬人技術(shù)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的捕獲技術(shù)等等。

場(chǎng)景的建模與繪制技術(shù)

在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，建模與實(shí)時(shí)繪制往往是最基本的技術(shù)。比如在數(shù)字奧運(yùn)博物館中，就需要根據(jù)實(shí)際獲得的大量多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和實(shí)時(shí)繪制。

基于幾何的建模和繪制技術(shù)（IBMR）多年的研究歷史，有很多現(xiàn)成的技術(shù)可以直接使用。為了加速繪制，通常使用多層次細(xì)節(jié)模型（LOD）。給定一個(gè)物體的不同細(xì)節(jié)層次后，必須決定繪制或者混合其中的哪個(gè)層次，常用的度量方法有基于距離的LOD選取和基于投影面積的LOD選取，在不同細(xì)節(jié)層次間來(lái)回切換，需要保持連續(xù)過(guò)渡。通常人們還希望繪制系統(tǒng)具有一個(gè)固定的幀率，使用多細(xì)節(jié)層次和可見(jiàn)性裁剪等技術(shù)可以對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行固定幀率的繪制。

基于圖像的建模和繪制技術(shù)采用圖像來(lái)替代幾何建模，采用圖像空間變換操作來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繪制過(guò)程，因此應(yīng)用IBMR技術(shù)是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖形生成的有效辦法。

為了增強(qiáng)繪制效果，提高真實(shí)感，可以使用陰影技術(shù)。使用基于截錐體的方法可以把陰影作為一個(gè)紋理四邊形來(lái)繪制，從而達(dá)到比較高的效率，但該方式的缺點(diǎn)是產(chǎn)生的陰影看上去像一系列點(diǎn)光源的疊加，而且在一些有限的灰度梯度之間陰影會(huì)被量化。研究人員引入分辨率不同的多個(gè)陰影圖來(lái)解決透視走樣，但算法無(wú)法映射到GPU上，并不適合于交互應(yīng)用。

虛擬人技術(shù)

虛擬人運(yùn)動(dòng)與控制技術(shù)主要包括: 虛擬人的建模、運(yùn)動(dòng)控制、行為動(dòng)畫及虛擬人群仿真。虛擬人體的建模方法，主要有基于交互式的人體造型方法、基于三維測(cè)量的人體重建方法、基于圖像的人體重建方法和人體變形技術(shù)等。在人體變形研究方面，從人體產(chǎn)生形變的原理出發(fā)，主要分為三大類: 由骨骼運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的變形、由人體肌肉收縮產(chǎn)生的變形、由人體尺寸（如圍度、長(zhǎng)度等）參數(shù)改變而引起的變形。

運(yùn)動(dòng)控制主要涉及到三個(gè)方面的內(nèi)容: 賦予虛擬人運(yùn)動(dòng)，主要有關(guān)鍵幀動(dòng)畫、過(guò)程動(dòng)畫、運(yùn)動(dòng)捕捉等; 對(duì)虛擬人運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，主要內(nèi)容包括運(yùn)動(dòng)修改、運(yùn)動(dòng)連接、運(yùn)動(dòng)合成、運(yùn)動(dòng)重定向、運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)風(fēng)格等; 對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

在個(gè)體行為設(shè)計(jì)方面，可以使用行為集合選擇的基本原則，即對(duì)每一個(gè)問(wèn)題域來(lái)說(shuō)，都存在使智能主體能夠完成其目標(biāo)的行為最小集――基本行為集合，其余的行為可以從這個(gè)集合導(dǎo)出。行為動(dòng)畫的研究是圍繞行為設(shè)計(jì)、層次結(jié)構(gòu)和行為選擇決策機(jī)制三個(gè)方面的內(nèi)容展開(kāi)的。虛擬人群仿真的研究立足于人類的社會(huì)性。在虛擬環(huán)境中，群（Crowd）中可能包含多個(gè)組（Group），每個(gè)組可以有相同或者不同的行為模式；組中可能包含多個(gè)個(gè)體（Individual），而個(gè)體也可能有相同或者不同的行為模式。

運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的捕獲技術(shù)

在對(duì)體育運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真時(shí)，往往離不開(kāi)捕獲一些相關(guān)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。對(duì)于人體的運(yùn)動(dòng)，可以由運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)獲得。運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)(MotionCapture)是利用傳感器以三維的形式記錄真實(shí)人體的動(dòng)作，然后由計(jì)算機(jī)根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)屏幕上的虛擬人。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠捕捉到人類(包括訓(xùn)練器械)真實(shí)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，由于生成的運(yùn)動(dòng)基本上是主體人(或器械)運(yùn)動(dòng)的“復(fù)制品”，因而效果非常逼真，且能保證訓(xùn)練的科學(xué)性。

篇4

關(guān)鍵詞： 力量訓(xùn)練 專項(xiàng)力量訓(xùn)練 理念

現(xiàn)代競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，極大地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練科學(xué)化的重要性。幾乎所有的競(jìng)技體育項(xiàng)目，無(wú)論是以力量為依托的體能類項(xiàng)目，還是以技術(shù)和靈巧為主的非體能類項(xiàng)目，以及那些以技、戰(zhàn)術(shù)配合為特點(diǎn)的集體項(xiàng)目的教練員，均提高了對(duì)力量訓(xùn)練的重視程度。其中，“專項(xiàng)力量”是指運(yùn)動(dòng)員完成專項(xiàng)技術(shù)時(shí)神經(jīng)――肌肉系統(tǒng)表現(xiàn)出的力量。但目前許多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，尤其是一些周期耐力性項(xiàng)目的教練員經(jīng)常采用增加阻力的方式增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)力量，例如，田徑投擲項(xiàng)目的投重物練習(xí)，賽艇的劃重艇，游泳的牽拉阻力游，自行車的增加傳動(dòng)比騎，等等。這些練習(xí)已經(jīng)被歸類于專項(xiàng)力量訓(xùn)練?！皩ｍ?xiàng)力量訓(xùn)練”成了在負(fù)重情況下對(duì)專項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)單模仿。這顯然是對(duì)力量訓(xùn)練理論和應(yīng)用的研究不夠，對(duì)力量訓(xùn)練發(fā)展的新動(dòng)向缺乏深入了解，訓(xùn)練理念和方法陳舊，影響了力量訓(xùn)練的質(zhì)量和效果。

1.力量訓(xùn)練及專項(xiàng)力量訓(xùn)練釋義及其生物學(xué)背景

力量素質(zhì)是指人體肌肉工作時(shí)克服阻力的能力，人運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到身體重力、空氣和水的阻力、重物負(fù)荷、競(jìng)技對(duì)手的對(duì)抗等各種外力，以及肌肉的黏滯性、對(duì)抗肌的牽拉等內(nèi)力的阻礙，這就需要人體肌肉收縮產(chǎn)生力量克服各種阻力，完成預(yù)定的體育活動(dòng)。影響肌肉力量的生物學(xué)因素主要有：肌肉生理橫斷面積、肌纖維的類型、肌肉的初長(zhǎng)度及拉力角、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮狀態(tài)及其對(duì)肌肉活動(dòng)的協(xié)調(diào)和控制能力等。力量訓(xùn)練屬于身體訓(xùn)練的范疇，其與技術(shù)訓(xùn)練、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練一樣是科學(xué)訓(xùn)練所涉及的內(nèi)容之一。力量是一個(gè)復(fù)雜的、受多因素影響的素質(zhì)能力，從生理機(jī)制上分析，力量主要受神經(jīng)―肌肉系統(tǒng)和能量代謝系統(tǒng)的支配和影響，在人體的自然生長(zhǎng)過(guò)程中，這種支配和影響又可分為先天遺傳或后天訓(xùn)練兩個(gè)方面；從力量素質(zhì)的結(jié)構(gòu)上分析，力量不僅與其他素質(zhì)之間有著密切的聯(lián)系，而且本身又被分為多種擁有相對(duì)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的力量子能力，這些能力之間也存在復(fù)雜的相互影響和作用關(guān)系。目前認(rèn)為力量訓(xùn)練提高肌肉力量改善肌肉功能主要是通過(guò)肌肉肥大、改善肌肉神經(jīng)控制、肌纖維類型轉(zhuǎn)變及肌肉代謝能力增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)的。專項(xiàng)力量訓(xùn)練被認(rèn)為是訓(xùn)練的核心內(nèi)容，是指運(yùn)動(dòng)員完成專項(xiàng)技術(shù)時(shí)神經(jīng)――肌肉系統(tǒng)表現(xiàn)出的力量。不同的專項(xiàng)對(duì)力量素質(zhì)的需要不同，這種需求不僅體現(xiàn)在對(duì)某一種力量能力的優(yōu)先需求方面，如快速力量或力量耐力，更多地體現(xiàn)在參與運(yùn)動(dòng)的肌肉和肌群的協(xié)調(diào)用力方面，各肌肉和肌群根據(jù)專項(xiàng)技術(shù)的用力特點(diǎn)和順序在運(yùn)動(dòng)中樞的支配下形成特定的工作“程式”。力量訓(xùn)練的目的就是使那些參與專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的肌肉和肌群的力量得到有效發(fā)展，并使其在工作上符合專項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，形成以專項(xiàng)為核心的力量素質(zhì)系統(tǒng)。

2.當(dāng)前力量訓(xùn)練器械的發(fā)展特點(diǎn)

現(xiàn)代體育產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，健身器械已不再是機(jī)械零件的簡(jiǎn)單組合，而是集電子、機(jī)械、光電、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)于一體的新型運(yùn)動(dòng)器械。健身者在這些器械上運(yùn)動(dòng)，可使訓(xùn)練質(zhì)量大大提高，但也存在著一些不足，主要有：阻力方向與運(yùn)動(dòng)形式基本上都是垂直方向；訓(xùn)練模式大都是身體某一環(huán)節(jié)在單個(gè)維度上的反復(fù)運(yùn)動(dòng)；新型力量訓(xùn)練器可以快速提高肌肉力量，但訓(xùn)練一旦停止，消退得也快，尤其是電刺激力量訓(xùn)練器；對(duì)身體動(dòng)力鏈肌群的訓(xùn)練關(guān)注不夠，器械設(shè)計(jì)大多關(guān)注于環(huán)節(jié)訓(xùn)練；雖然將人體工效學(xué)及生物力學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)廣泛應(yīng)用于器械設(shè)計(jì)，但涉及個(gè)人訓(xùn)練時(shí)其參數(shù)不能因人而異地去設(shè)置改變，等等。依據(jù)器械設(shè)計(jì)中存在的不足，結(jié)合現(xiàn)代科技理論，力量訓(xùn)練器械將有如下變化：產(chǎn)品類型系列化，標(biāo)準(zhǔn)程度高，更加安全可靠；新材料、新技術(shù)、新工藝應(yīng)用于健身器械的速度加快；訓(xùn)練及健身器械廣泛的適用性與功能的針對(duì)性更加有機(jī)地結(jié)合；訓(xùn)練器械將是更多學(xué)科共同發(fā)展的結(jié)晶；力量訓(xùn)練系統(tǒng)仿真技術(shù)嶄露頭角。

3.專項(xiàng)力量訓(xùn)練存在的主要問(wèn)題

3.1專項(xiàng)力量訓(xùn)練多與專項(xiàng)技術(shù)不吻合，不利于專項(xiàng)力量發(fā)展。

我國(guó)在跑、跳這類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的體能訓(xùn)練中仍然缺乏對(duì)該問(wèn)題的正確認(rèn)識(shí)，偏重基礎(chǔ)力量的發(fā)展，將“跑得快”、“跳得高”視為體能訓(xùn)練的唯一目標(biāo)，而忽視甚至沒(méi)有認(rèn)識(shí)到專項(xiàng)力量對(duì)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)水平的重要作用，以致我國(guó)運(yùn)動(dòng)員在專項(xiàng)力量上明顯“失衡”?，F(xiàn)實(shí)中很多教練員把“專項(xiàng)力量”的訓(xùn)練看成是在負(fù)重情況下對(duì)專項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)單模仿。低的負(fù)荷重量顯然不利于肌肉橫斷面的發(fā)展，進(jìn)而影響到“最大力量”乃至“快速力量”的提高。目前，力量訓(xùn)練的主要方式仍然是通常被稱作“杠鈴的訓(xùn)練”的負(fù)重力量訓(xùn)練。

3.2專項(xiàng)力量訓(xùn)練發(fā)展的新動(dòng)向缺乏深入了解，訓(xùn)練理念和方法陳舊。

杠鈴仍是我國(guó)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中主要的力量訓(xùn)練器械。杠鈴從二十世紀(jì)三十年代就傳入我國(guó)，對(duì)我國(guó)體育發(fā)展起了極大的推動(dòng)作用，幾十年來(lái)杠鈴訓(xùn)練方法在我國(guó)已形成了一套較完整的訓(xùn)練理論，教練員在實(shí)踐中運(yùn)用自如，得心應(yīng)手。對(duì)于新器械訓(xùn)練的理論與方法，仍在研究探索之中，還沒(méi)有形成實(shí)踐中切實(shí)可行能出成績(jī)的訓(xùn)練方法。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐中，往往會(huì)出現(xiàn)實(shí)踐的發(fā)展快于理論的進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的研究，特別是訓(xùn)練指導(dǎo)思想和方法方面的研究，總是忙于總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺乏前瞻性的研究。

4.專項(xiàng)力量訓(xùn)練的理念思考

4.1專項(xiàng)力量訓(xùn)練應(yīng)通過(guò)特定訓(xùn)練形式發(fā)展主要肌群。

如前所述，專項(xiàng)力量是指直接參加完成專項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作的特定肌群和心理調(diào)控機(jī)制協(xié)同工作所產(chǎn)生的克服阻力的能力。因此，在訓(xùn)練過(guò)程中要滿足幾個(gè)條件：首先，專項(xiàng)中所工作的肌群是力量訓(xùn)練的靶肌群，應(yīng)當(dāng)在力量訓(xùn)練過(guò)程中，積極動(dòng)員其更多的運(yùn)動(dòng)單位參與其中。無(wú)論采取哪一種運(yùn)動(dòng)練習(xí)形式，只要可以動(dòng)員目標(biāo)肌群的運(yùn)動(dòng)單位就可以考慮作為該專項(xiàng)力量訓(xùn)練的內(nèi)容。目標(biāo)肌群確定后，其收縮方式還必須與專項(xiàng)保持一致，即肌肉是等張收縮還是等動(dòng)收縮，是向心收縮還是離心收縮，從訓(xùn)練的適應(yīng)原理來(lái)看，肌肉力量應(yīng)當(dāng)通過(guò)“特定形式的負(fù)重抗阻訓(xùn)練”得到增強(qiáng)。例如，一般的杠鈴臥推主要發(fā)展胸大肌等胸廓前部的肌肉，而坐式上推則重點(diǎn)發(fā)展背闊肌和肋間肌等胸廓后部及兩側(cè)的肌群，賽艇和皮劃艇運(yùn)動(dòng)員就不能僅以臥推作為發(fā)展上肢力量的手段。

4.2專項(xiàng)力量訓(xùn)練強(qiáng)度應(yīng)盡可能接近專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

專項(xiàng)力量訓(xùn)練方案中所設(shè)計(jì)的訓(xùn)練內(nèi)容的強(qiáng)度也是應(yīng)該重點(diǎn)考慮的事情，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度在專項(xiàng)力量訓(xùn)練中實(shí)際上反映出來(lái)的是訓(xùn)練阻力的大小。在訓(xùn)練過(guò)程中如果一味地增加阻力，這個(gè)時(shí)候由于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的變化就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)速度降低，肌肉收縮中供能系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，即專項(xiàng)中所需的主要供能系統(tǒng)得不到發(fā)展。例如800米跑中發(fā)揮主要作用的供能系統(tǒng)是乳酸能系統(tǒng)，有的教練員在該項(xiàng)目的專項(xiàng)力量訓(xùn)練中采用800米負(fù)重跑，結(jié)果導(dǎo)致800米的速度急速下降，有氧化系統(tǒng)供能的比例增加，800米運(yùn)動(dòng)成績(jī)沒(méi)有得到預(yù)期效果。專項(xiàng)力量訓(xùn)練應(yīng)該重視練習(xí)過(guò)程中肌肉之間和肌群之間的協(xié)作與配合。由于杠鈴負(fù)重練習(xí)在練習(xí)形式和負(fù)荷上均不可能完全與專項(xiàng)技術(shù)一致，因此人們開(kāi)始從肌肉工作的力度上尋求力量與專項(xiàng)技術(shù)的銜接。

4.3正確對(duì)待制約專項(xiàng)力量發(fā)展的先天條件。

力量主要取決于肌肉的生理橫斷面積、肌肉的初長(zhǎng)度和肌肉的興奮性。力量是肌肉緊張時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的一種能力。由于肌肉收縮時(shí)的不同情況，肌肉工作可分為動(dòng)力性工作和靜力性工作，而動(dòng)力性工作又可分為克制性和退讓性兩種。肌肉力量的這些特點(diǎn)和分類，是我們進(jìn)行力量訓(xùn)練時(shí)所必須考慮的因素。在訓(xùn)練中，要根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的要求對(duì)待先天制約條件，如一般運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)技術(shù)要求存在關(guān)節(jié)角度效應(yīng)。專項(xiàng)力量訓(xùn)練的動(dòng)作設(shè)計(jì)也會(huì)出現(xiàn)關(guān)節(jié)角度效應(yīng)，而劃艇和游泳運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的核心技術(shù)沒(méi)有存在關(guān)節(jié)角度效應(yīng)，即等動(dòng)收縮，所以其專項(xiàng)力量訓(xùn)練的要求就是等動(dòng)練習(xí)。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，力量訓(xùn)練在經(jīng)歷了許多變革后，無(wú)論從練習(xí)器械上，還是訓(xùn)練方法上都有了較大發(fā)展，這些發(fā)展大大促進(jìn)了專項(xiàng)力量的發(fā)展。但是對(duì)于專項(xiàng)力量訓(xùn)練來(lái)說(shuō)卻存在一些共性。即專項(xiàng)力量訓(xùn)練主要有三個(gè)方面符合專項(xiàng)的特點(diǎn)：首先，只有參與專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的肌肉在力量訓(xùn)練時(shí)被調(diào)動(dòng)起來(lái)，肌肉才有可能得到充分鍛煉；其次，只有骨骼肌的工作方式與收縮速度和專項(xiàng)技術(shù)盡可能保持一致，才能夠使肌肉力量朝著專項(xiàng)技術(shù)的方向發(fā)展；最后，只有肌肉或肌群之間的配合與專項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)一致，才能夠?qū)C(jī)體各環(huán)節(jié)的肌力整合，形成正確的“用力順序”。

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