Видеоанализ техники плавания: практические рекомендации тренерам для работы со спортсменами массовых разрядов

Российская Федерация, город Липецк кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры физической культуры, физиологии и медико-биологических дисциплин, Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского. Сфера научных интересов: биомеханика плавания, гидродинамика, компьютерное моделирование, теория и методика спортивной тренировки. Автор более 120 опубликованных научных работ. ORCID:

Ph.D. of Pedagogical Sciences, Docent, Associate Professor at the Department of Physical Education, Physiology and Biomedical Disciplines, Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University. Research interests: biomechanics of swimming, hydrodynamics, computer modeling, theory and methodology of sports training. Author of more than 120 published scientific works. ORCID: 0000-0003-4197-2183. E-mail address:

кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры физвоспитания, Липецкий государственный технический университет. Сфера научных интересов: оздоровительная и адаптивная физическая культура. Автор более 90 опубликованных научных работ. ORCID: Электронная почта:

Ph.D. of Biological Sciences, Docent, Associate Professor at the Department of Physical Education, Lipetsk State Technical University. Research interests: health-improving and adaptive physical education. Author of more than 90 published scientific works. ORCID: E-mail address:

Master’s student at the Department of Physical Education, Physiology and Biomedical Disciplines, Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University, swimming coach and teacher, Sports School No. 3 "Leader", Lipetsk. Research interests: theory and methodology of sports swimming, biomechanics of swimming, physiology of sports. Author of three published scientific works. ORCID: E-mail address:

магистрант кафедры физической культуры, физиологии и медико-биологических дисциплин, Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского. Сфера научных интересов: оздоровительная и адаптивная физическая культура, теория и методика спортивного плавания, физиология спорта. Автор трех опубликованных научных работ. ORCID: Электронная почта:

Master’s student at the Department of Physical Education, Physiology and Biomedical Disciplines, Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University. Research interests: health and adaptive physical education, theory and methods of competitive swimming, physiology of sports. Author of three published scientific works. ORCID: E-mail address:

• •    интерпретация результатов;

• •    выбор и применение управляющего воздействия – объяснение спортсмену сути ошибок, подбор подводящих или имитационных упражнений, нового двигательного задания.

На каждом из этапов у тренера могут возникнуть трудности, ведущие к отказу от использования технологии видеоанализа в тренировочном процессе. Таким образом возникает про ти воре чие между возможностями применения видеоанализа в плавании для оптимизации подготовки спортсменов и недооценкой потенциала данного метода тренерами в массовой практике. Необходимостью преодоления данного противоречия определяется ак ту аль ность проводимого нами исследования на тему «Видеоанализ техники плавания: практические рекомендации тренерам для работы со спортсменами массовых разрядов».

Цель ис сле до ва ния: выявить возможности современных биомеханических технологий видеоанализа для изучения техники плавания.

За да чи ис сле до ва ния:

• •    оценить возможности современных биомеханических ком-

• плексов для анализа техники плавания;

• •    выявить отношение тренеров к современным технологиям видеоанализа и установить субъективные факторы и причины, препятствующие их внедрению в тренерскую практику;

• •    опираясь на свой профессиональный опыт, предложить решения, позволяющие преодолеть имеющиеся противоречия между возможностями технологий видеоанализа и массовой практикой работы тренеров.

Ме то ды ис сле до ва ния:

• •    анализ научной литературы по проблемам биомеханики плавания и организации спортивной тренировки;

• •    опрос тренеров.

Кон тин гент ис сле до ва ния: в исследовании приняли участие 29 тренеров из спортивных школ № 3 «Лидер» город Липецк) и № 1 Белгородского района Белгородская область), спортивной детско-юношеской школы олимпийского резерва по плаванию и школы высшего спортивного мастерства город Караганда), фитнесс клубов X-Fit и World Class город Липецк).

Сро ки про ве де ния ис сле до ва ния: сентябрь –январь 2024 года.

Ход и результаты исследования. Тренерам было предложено ответить на несколько вопросов анкеты, составленной с использованием инструментов Google Forms.

• 1.    Считаете ли Вы, что применение технологий видеоанализа является целесообразным для совершенствования техники плавания?

• 2.    Как часто Вы используете видеоанализ техники плавания?

• 3.    Какие инструменты видеоанализа Вы используете?

• 4.    Какие параметры техники Вы определяете в процессе видеоанализа?

• 5.    Какие факторы, по Вашему мнению, препятствуют внедрению технологий видеоанализа в тренировочный процесс?

Обработка результатов опроса показала, что 100 % тренеров считают, что использование видеоанализа способствует повышению эффективности работы по формированию техники плавания.

Из данных, представленных на Рисунке 1видно,что две трети тренеров используют видеоанализ не чаще,чем один раз месяц или только на соревнованиях.

ВИДЕОАНАЛИЗ ТЕХНИКИ ПЛАВАНИЯ: ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ТРЕНЕРАМ ДЛЯ РАБОТЫ СО СПОРТСМЕНАМИ МАССОВЫХ РАЗРЯДОВ

Рисунок 2 показывает, что тренеры в основном прибегают к оперативным формам контроля: замедленному повтору и качественному биомеханическому анализу.

Наиболее часто целью видеоанализа является определение параметров линейной кинематики см. Рисунок 3).

Ниже представлен анализ высказываний тренеров относительно факторов, препятствующих внедрению видеоанализа в тренировочный процесс. На основе рекомендаций, приводимых в научной литературе, и практического опыта были предложены решения для преодоления высказанных проблем использования рассматриваемого метода на практике.

Опы тному тре неру по пла ва нию тех ноло гии ви де оанализ не тре бу- ют ся, так как тре нер ский глаз все пре крас но ви дит без до пол ни тельных при спо собле ний.

Возможности визуального контроля движения во многом ограничены физиологией зрительной сенсорной системы. Человеческий глаз не способен точно запечатлеть все моменты движения. Полагаясь только на визуальное восприятие техники, невозможно дать

Количество ответов, %

Рисунок 2. Инструменты видеоанализа, наиболее часто используемые тренерами

пространственные длина гребка, глубина погружения, траектория)

временные темп и ритм, время фаз и цикла)

пространственно-временные скорость плавца и т.д.)

угловая кинематика суставные углы, синергии, угловые скорости и т.д.)

Рисунок 3. Биомеханические параметры, которые тренеры считают целесообразным определять, используя видеоанализ техники плавания количественную оценку движения [4, c. 108].

Для ви де оанали за тех ни ки необ-хо димы доро гие ви део камеры, разра-бо тан ные спе ци аль но для пла ва ния, с вы со кой ча сто той съемки.

Несколько компаний производит специализированные видеокамеры, программно-аппаратные комплексы для выполнения видеоанализа в плавании. В качестве примеров можно привести камеры SwimRight Shark Eye Coach, SwimPro IQ Recorder, Qualisys Oqus. Стоимость программно-аппаратных комплексов для 3D анализа техники c использованием нескольких камер может доходить до нескольких миллионов рублей. Например, разработка ProAnalyst от компании Xcitex Inc. Однако, для видеоанализа можно использовать любые видеокамеры с водозащитным корпусом или помещенные в прозрачный водонепроницаемый бокс.

Из 30 работ по видеоанализу в плавании, представленных в обзорной статье авторов R. Mooney, G. Corley, A. Godfrey, C. Osborough, L.R. Quinlan и G. ÓLaighin, только в двух случаях была использована высокая частота съемки 125и 200 fps), во всех других случаях она со- ставляла 50–60 fps [9, c. 136]. Плавание не относится к сверхбыстрым движениям, поэтому частоты съемки в 50-60 fps будет вполне достаточно.

Низ кая ин форма тив ность тех но-логии ви де оанали за тех ни ки пла ва-ния по при чине размы то сти кадров из- за тур булен тно сти (пу зырь ков) и быстрых движе ний плов ца.

Представленные в приводимой выше работе данные показывают, что для устранения «размытости» движений достаточно установить выдержку менее 1/350 с. Перекрытие точек ввиду сложной структуры движения и возникновения пузырьковых турбулентностей можно преодолеть за счет хорошего знания анатомии и выполнения визуальной интерполяции искомой точки на основе видимых сегментов тела пловца [9, c. 139].

Стеклян ный бокс для камеры, объ-ек тив, во да ис кажа ют вос приятие тех ни ки пла ва ния.

Для получения точных количественных биомеханических данных рекомендуют использовать длиннофокусный объектив. На практике для качественного биомеханического анализа многие тренеры предпочитают использовать широкоугольные объекти- вы.В этом случае возникают сильнейшие искажения изображения. Преодолеть искажения можно за счет применения специализированных компьютерных программ, таких как: Kinovea, Dartfish, Quintic, APAS, Coaches Eye, Simi Motion, ProAnalyst, BioMovie, TEMPLO.

Для про ве де ния полно цен ного ви де-оанали за на тело спор тсме на необ-хо димо на кле и вать све то дио ды или све то отра жаю щие мар керы, увели-чи ваю щие гидро ди нами че ское со про-тивле ние.

Разметку, выполняемую на теле спортсменов, можно заменить использованием плавательных костюмов с контрастным рисунком.

Ви де оанали зом тех ни ки должен за нимать ся до пол ни тель ный специалист (инже нер).

Современные компьютерные программы выполняют все сложные вычисления и определяют биомеханические характеристики с высокой точностью. Однако программы в настоящее время не могут интерпретировать технические ошибки в движениях спортсмена и формулировать советы тренеру по их исправлению. Это компетенция тренера и функция, основанная на его опыте и знаниях.

ВИДЕОАНАЛИЗ ТЕХНИКИ ПЛАВАНИЯ: ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ТРЕНЕРАМ ДЛЯ РАБОТЫ СО СПОРТСМЕНАМИ МАССОВЫХ РАЗРЯДОВ

Вы со кая сто имость про грамм для биомеха ни че ско го анали за.

Среди программ для биомеханического анализа техники есть свободно распространяемые программные продукты, а также де-мо- и триал версии коммерческих продуктов Kinovea, Dartfish, Quintic, APAS, Coaches Eye, Simi Motion, ProAnalyst.

Боль шие за тра ты вре ме ни на про ве де ние ви де оанали за.

Ручная оцифровка видеоматериалов трекинг) занимает много времени. Решение проблемы лежит в использовании автоматического режима, при котором распознание маркеров происходит на основе контрастного определения исходных точек компьютером [7, c. 660]. Также большие надежды связаны с безмаркерны-ми технологиями, основанными на искусственном интеллекте и компьютерном зрении.

Ви де оанализ необхо дим толь ко для на уч ных ис сле до ва ний, для тре ниро воч но го про цес са он ма ло эф фек-ти вен.

Использование видеоанализа в спортивном плавании является широко распространенным явлением. Исследование, проведенное в 2015 году в США с участием 635 тренеров по плаванию, показало, что более 70 % опрошенных как минимум 1 раз в месяц использовали технологию видеоанализа. Более 15% тренеров применяли современные технологии 3D анализа техники плавания еженедельно [8, c. 2].

Низ кая информа тив ность тех ноло-гии вви ду боль шого коли че ства мнимых углов при од но камер ной съемке.

При выходе из плоскости, перпендикулярной оптической оси камеры, угол в суставе руки пловца становится мнимым. То есть, угол,который мы видим при 2D анализе, есть лишь проекция пространственного угла на плоскость [1, c. 13; 2, c. 64]. Единственным решением, позволяющим избежать мнимых углов при количествен- ном анализе, является применение многокамерной съемки с последующей реконструкцией движения в 3D пространстве [10, с. 1240].

Апробация предлагаемых решений в практике работы тренера-преподавателя по плаванию.

Регуляр ность ис поль зо ва ния виде оанали за спортивной техники: один раз в неделю и чаще.

Кон тин гент ис сле до ва ния: мальчики и девочки в возрасте 10–11 лет, имеющие II и III спортивные разряды.

Ба за ис сле до ва ния: спортивная школа № 3 «Лидер» города Липецк.

Сро ки про ве де ния ис сле до ва ния: сентябрь– декабрь 2024 года.

Осу ще ствле ние ви део съ ем ки. При стандартном проведении видеосъемки используется две видеокамеры, размещенные на одной платформе: надводная и подводная. Платформа является подвижной. Для качественного анализа мы используем динамичный режим, когда тележка сопровождает спортсмена, для количественного анализа техники – статический режим. Стандартная платформа была нами доработана: прикреплен ограничитель, увеличен на 5 кг вес платформы, смонтирован выносной кронштейн регулируемой длины для подводной съемки см. Рисунок 4).

Съемка, как правило, проводится в сагиттальной плоскости широкоугольным объективом. Частота съемки составляет рекомендованные 60 fps.

В большинстве случаев мы ограничиваемся качественным анализом, который не требует больших затрат времени. В процессе тренировки осуществляются показ видеозаписей, обсуждение ошибок и коррекция техники. С целью повышения наглядности для обучающихся кадры видеозаписи сопровождаются изображениями стрелок, углов, а также текстовыми комментариями.

Для анализа наиболее сложно устраняемых ошибок или сравне- ния техники двух спортсменов мы прибегаем к количественному биомеханическому 2D анализу. Затраты времени на его выполнение измеряются в часах.

Для выравнивания пространства в кадре мы используем функцию наложения «сетки искажения» в программе Kinovea см. Рисунок 5).

В качестве «тест-объекта» для привязки реальных расстояний к расстояниям в пикселях мы рассматриваем глубину бассейна: расстояние между поплавками и линией разметки на дне бассейна.

Мы используем автоматический режим трекинга, чтобы определить мгновенную скорость передвижения всей биомеханической системы. Для этого мы «привязываемся» к любой контрастной точке на плавательном костюме.

Для анализа движения отдельных сегментов тела мы используем полуавтоматический режим трекинга, так как полностью автоматический режим часто невозможен ввиду перекрытия искомых точек на теле спортсмена.

В некоторых наиболее интересных случаях с целью пространственной 3D реконструкции гребка нами применяется съемка двумя камерами – сбоку и спереди стандартными объективами. После получения координат точек с двух камер мы сводим их в единую координатную систему с использованием DLT-алгоритмов [6, c. 140]. После получения массива данных применяется программа 3D Grapher, строится покадровая 3D реконструкция гребка см. Рисунок 6).

Многокамерный анализ с последующей 3D реконструкцией без использования профессиональных программно-аппаратных комплексов может занимать несколько дней или даже недель. Однако, очевидно, что лучше потратить время на анализ техники, чем на тренировки «вслепую».

Рисунок 4. Тележка для проведения съемки: исходная конструкция (слева) и доработанная конструкция (справа)

Рисунок 5. Инструмент программы Kinovea, позволяющий нивелировать оптическое искажение при съемке широкоугольной камерой

ВИДЕОАНАЛИЗ ТЕХНИКИ ПЛАВАНИЯ: ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ТРЕНЕРАМ ДЛЯ РАБОТЫ СО СПОРТСМЕНАМИ МАССОВЫХ РАЗРЯДОВ

Рисунок 6. Пространственная реконструкция гребка при плавании брассом

Современные технологии видеоанализа предоставляют тренеру широкие возможности для изучения и совершенствования техники плавания.

Применение доступных технологий – цифровых видеокамер и свободно распространяемого программного обеспечения – позволяет оперативно выполнять

качественный и количественный биомеханический анализ, применять полученные результаты для повышения эффективности тренировочного процесса.