現(xiàn)代信息技術(shù)在我國體育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景分析＊

張杰偉

（廣州大學(xué)松田學(xué)院，廣東 廣州 511370）

隨著我國2008年北京奧運(yùn)會和2010年廣州亞運(yùn)會的成功舉辦，以及全民健身計劃的不斷深入開展，我國的體育事業(yè)展現(xiàn)出巨大的朝氣和生命力。同時，我們也看到，科學(xué)技術(shù)手段在體育運(yùn)動中廣泛地得以運(yùn)用。以計算機(jī)為主的現(xiàn)代信息技術(shù)手段進(jìn)入體育領(lǐng)域，不僅在于體育領(lǐng)域中對計算機(jī)及其輔助設(shè)備日益增長的市場需求，還有體育專用儀器設(shè)備的研制開發(fā)、電子信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和體育實(shí)用軟件的開發(fā)應(yīng)用等一系列的市場空間和可預(yù)見的經(jīng)濟(jì)效益。

1 現(xiàn)代信息技術(shù)在體育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，現(xiàn)代信息技術(shù)在體育領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用：在競賽管理上，國際、國內(nèi)各種大型體育比賽的組織與管理，基本上都采用了計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，并提供廣泛的、可靠的比賽信息；在各個學(xué)科領(lǐng)域，如生物力學(xué)研究中采用計算機(jī)進(jìn)行技術(shù)動作圖像分析、技術(shù)動作圖像的三維動畫模擬、運(yùn)動心理學(xué)的問卷測量、計算機(jī)輔助訓(xùn)練等等；在訓(xùn)練管理與輔助決策上，出現(xiàn)了專業(yè)性很強(qiáng)的數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)，計算機(jī)軟件技術(shù)在體育領(lǐng)域?qū)⒈粡V泛應(yīng)用。在體育領(lǐng)域，現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用的方式很多，本文主要從競技體育和體育教育領(lǐng)域兩方面做出如下討論：

1.1 現(xiàn)代信息技術(shù)在競技體育領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1.1 體能類項(xiàng)目上的應(yīng)用

早在19世紀(jì)80年代中期，芬蘭的科米等人最早應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)對超等長力量進(jìn)行了研究。研究的方法是采用遙感技術(shù)獲得馬拉松運(yùn)動員比賽時小腿三頭肌的三維遙感圖像，傳入計算機(jī)中，由計算機(jī)軟件對遙感圖像中三頭肌的超等長式收縮進(jìn)行分析。研究分析的主要內(nèi)容有三頭肌的超等長收縮時間、退讓收縮速度、拉長長度、肌腱張力、垂直和水平分力等數(shù)據(jù)。依靠計算機(jī)技術(shù)從能量代謝角度對運(yùn)動員肌肉訓(xùn)練的特性分析，為教練員采用訓(xùn)練量、訓(xùn)練姿態(tài)提供幫助，并能夠有效的預(yù)防訓(xùn)練不當(dāng)造成的肌肉損傷。研究證明，肌肉運(yùn)動訓(xùn)練負(fù)荷表現(xiàn)在人體細(xì)胞適應(yīng)水平上，即通過肌肉蛋白質(zhì)的分解與合成的動態(tài)平衡表現(xiàn)出來。

1.1.2 技巧類項(xiàng)目上的應(yīng)用

現(xiàn)代體操、跳水、蹦床等技巧類項(xiàng)目的比賽套路固定、動作難度系數(shù)越來越大，同時要求技術(shù)水平發(fā)揮穩(wěn)定，已經(jīng)達(dá)到了人類運(yùn)動的極限。在如此高的起點(diǎn)上，每一個新動作的產(chǎn)生，都意味著一次對人體極限的挑戰(zhàn)，其中凝聚了教練和隊(duì)員無數(shù)的汗水和付出，甚至是生命的代價，而且即使付出了也并不一定會成功，進(jìn)行動作創(chuàng)新十分艱難。

在這些項(xiàng)目的體育訓(xùn)練中，運(yùn)動員運(yùn)動技巧的改進(jìn)主要是依靠教練員和運(yùn)動員的自身經(jīng)驗(yàn)。為了分析己方和對方運(yùn)動員的優(yōu)勢或弱點(diǎn)，利用攝像機(jī)把運(yùn)動員的動作拍成電影，然后放映慢動作鏡頭供人們分析，具體動作常?？床磺宄?，這種方法固然有些作用，但顯然難以定量、迅速、準(zhǔn)確地做出全面分析。

1.1.3 環(huán)境適應(yīng)類項(xiàng)目中的應(yīng)用

野滑雪、高山滑雪、雪橇、帆船、帆板等環(huán)境適應(yīng)類體育項(xiàng)目，除了與運(yùn)動員的基本素質(zhì)之外，同時與運(yùn)動員對比賽環(huán)境的適應(yīng)性能有密切的聯(lián)系。而適應(yīng)性訓(xùn)練還受到訓(xùn)練時間、訓(xùn)練條件的限制。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則綜合利用了計算機(jī)技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像處理和模式識別、智能接口技術(shù)、生理學(xué)、多傳感器技術(shù)、語音處理和音響技術(shù)等。操作者可以通過視覺、聽覺和觸覺等與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人機(jī)交互提供的新的交互媒體，從而能產(chǎn)生“身臨其境”場景。

1.1.4 體育比賽裝備上的應(yīng)用

比賽裝備是運(yùn)動員取得優(yōu)異成績的重要保障條件。由于計算機(jī)系統(tǒng)具備了超凡的信息收集和分析能力，能夠?qū)Ρ荣愌b備的構(gòu)造、材料等各項(xiàng)構(gòu)成因素的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、精確的分析和設(shè)計，使比賽裝備的性能可以更貼近使用者的需要，因此，在體育比賽裝備方面獲得了較為廣泛的應(yīng)用。

荷蘭運(yùn)動員一直在冰上速滑項(xiàng)目保持比較大的優(yōu)勢，除荷蘭具有悠久的冰上運(yùn)動的優(yōu)良傳統(tǒng)之外，冰鞋也是荷蘭運(yùn)動員馳騁冰場的重要法寶。荷蘭的VIKING（海盜）、RAPS公司運(yùn)用了以計算機(jī)技術(shù)為依托的“生物力學(xué)測試”、“風(fēng)洞力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)”和“微型電腦控制系統(tǒng)”。計算機(jī)對測試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由計算機(jī)軟件來對鞋的結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行設(shè)計，保證冰鞋運(yùn)動時的軔性和彈性，并符合空氣動力學(xué)原理?！靶碗娔X控制系統(tǒng)”是在冰鞋內(nèi)嵌微型電腦控制系統(tǒng)。運(yùn)動員在滑行時，系統(tǒng)中程序處理器處理壓力傳感器識別的運(yùn)動員力量分布信息，并啟動微型電子發(fā)動機(jī)將腳后跟部分的冰刀與冰鞋分離，分離的時間可以讓運(yùn)動員繼續(xù)滑行5步。運(yùn)動員只需將力量集中到推進(jìn)滑行的腿部肌肉上，即可實(shí)現(xiàn)加快滑行速度的目的。

1.1.5 體操等技巧項(xiàng)目裁判仲裁的應(yīng)用

現(xiàn)代體操、跳水等技巧類項(xiàng)目正朝著難、新、穩(wěn)、美的方向發(fā)展，突出的特點(diǎn)是具有優(yōu)美性、藝術(shù)性和觀賞性。但技巧項(xiàng)目運(yùn)動訓(xùn)練周期長、難度大，且具有一定的危險性。保證技巧項(xiàng)目運(yùn)動健康發(fā)展的重要條件是裁判工作的公正性、合理性和準(zhǔn)確性。目前技巧項(xiàng)目運(yùn)動成績的給定完全依賴裁判員根據(jù)其運(yùn)動員完成動作的情況，根據(jù)規(guī)則進(jìn)行的主觀評分，其結(jié)果必然產(chǎn)生相當(dāng)程度的誤差。消除體操等技巧項(xiàng)目裁判誤差最根本的辦法是引入計算機(jī)技術(shù)。體操比賽時，多方位高速數(shù)字圖像采集設(shè)備把采集到的運(yùn)動員肢體在三維空間的運(yùn)動圖像傳入計算機(jī)，圖像識別處理軟件識別，并根據(jù)規(guī)則要求進(jìn)行比賽成績的給定。中國科學(xué)院研制的“數(shù)字化三維人體運(yùn)動的計算機(jī)仿真”系統(tǒng)正不斷完善，未來可以在技巧裁判方面得到應(yīng)用。

1.2 現(xiàn)代信息技術(shù)在體育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

以計算機(jī)技術(shù)為主的現(xiàn)代信息技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用，是當(dāng)前體育教學(xué)改革前沿的一項(xiàng)重要內(nèi)容，代表了體育課堂教學(xué)模式的發(fā)展方向。體育教學(xué)資料中的計算機(jī)應(yīng)用：包括體育教案的計算機(jī)處理、體育信息資料的計算機(jī)處理、體育成績的計算機(jī)處理。

1.2.1 多媒體輔助教學(xué)

多媒體技術(shù)在體育教學(xué)中的運(yùn)用，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣、加深學(xué)生對動作概念和體育理論知識的理解，多媒體教學(xué)以大量視聽信息、高科技表現(xiàn)手段來沖擊學(xué)生的思維興奮點(diǎn)，加上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和圖形、圖像、二維動畫、聲音，使教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)得豐富多彩、形象生動，極大地開闊了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。這樣才能使學(xué)生變被動為主動，創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，大大地提高了學(xué)習(xí)效率和體育教學(xué)質(zhì)量。

1.2.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在體育課中的應(yīng)用

體育是一門綜合性科學(xué)，它融自然科學(xué)和社會科學(xué)為一體。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，體育專業(yè)的知識體系也在快速發(fā)展、擴(kuò)大，尤其是高科技知識在競技體育運(yùn)動中的運(yùn)用，可謂“金牌后面是科技大戰(zhàn)”。作為傳統(tǒng)知識載體之一的教科書已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足知識更替以及快速發(fā)展競技運(yùn)動水平的科技要求。而網(wǎng)絡(luò)能提供一個匯集世界各地先進(jìn)學(xué)校、研究所、圖書館等各種信息資源的龐大的資料庫。其教育資源有多種類型，包括教育網(wǎng)絡(luò)、電子書刊、虛擬圖書館、虛擬軟件庫、新聞組等。通過網(wǎng)絡(luò)的信息瀏覽服務(wù)和電子郵件等方式，可以及時了解到各學(xué)科包括體育和科研領(lǐng)域最新的研究成果；可以參與許多全球性科研組織的課題合作、了解本學(xué)科的研究動態(tài)和趨勢；可以瀏覽體育新聞、重大比賽信息訪問數(shù)據(jù)庫、體育文獻(xiàn)中心等，并可將這些信息方便、快捷地從網(wǎng)絡(luò)下載儲存，作為寶貴的信息資源供教學(xué)和科研使用。此外，還可與世界各地的同行進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)。

2 我國體育領(lǐng)域信息技術(shù)應(yīng)用前景分析

體育作為與社會緊密結(jié)合的行業(yè)，開展信息技術(shù)的體育專業(yè)化應(yīng)用研究，對體育的文明與發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.1 國外體育軟件仍占主流

在中歐合作交流研討展覽會上，西班牙一家公司帶來了能夠應(yīng)用在中國足球隊(duì)智能比賽的分析軟件。這套軟件是利用攝像錄下足球上半場的比賽情況，通過一種實(shí)施監(jiān)控的分析軟件，使教練員在中場休息時就能給運(yùn)動員及時進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)指導(dǎo)，調(diào)兵布陣。國家體育總局體育科學(xué)研究所競技體育研究中心主任張忠秋表示，中國對體育軟件的需求量巨大，關(guān)鍵是看能否“對路”。國外體育軟件發(fā)展較早，的確有過人之處，我們不應(yīng)采取排斥的態(tài)度，更應(yīng)提倡學(xué)習(xí)和借鑒的做法進(jìn)行對待。

2.2 國產(chǎn)體育軟件強(qiáng)在“量身打造”

國產(chǎn)體育軟件具有其自身的優(yōu)勢，突出之處就是可以結(jié)合要求“量身打造”。國外體育軟件在國內(nèi)應(yīng)用或多或少需要進(jìn)行一些改良，而國產(chǎn)體育軟件只要在技術(shù)功能上達(dá)到國際水平，就可以憑借其更加了解中國運(yùn)動員的優(yōu)勢，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和實(shí)效性。

2.3 體育軟件市場蘊(yùn)含巨大商機(jī)

據(jù)國家排球運(yùn)動管理中心研制排球軟件的工作人員表示，無論是我國還是國外的體育軟件開發(fā)，一旦進(jìn)入商業(yè)化操作，其利潤將十分可觀。（意大利的一款排球軟件價格已超過了3000歐元，而且隨著版本的提高還在漲價，利潤空間巨大。）國家體育總局體育科學(xué)研究所也表示，體科所對各個體育項(xiàng)目的訓(xùn)練情況十分熟悉，愿意當(dāng)軟件開發(fā)商與各個項(xiàng)目管理中心聯(lián)系的橋梁，積極開發(fā)體育軟件，提升體育訓(xùn)練的科技含量，這也是2012年奧運(yùn)科技攻關(guān)的重要環(huán)節(jié)。

2.4 信息技術(shù)在體育領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊

現(xiàn)代信息技術(shù)在體育領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)出廣闊的前景，例如：通過信息化管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)辦公自動化；利用仿真的方法研究體育領(lǐng)域問題的綜合集成的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，從而制定出準(zhǔn)確的技術(shù)指標(biāo)，更加有效地指導(dǎo)訓(xùn)練；利用計算機(jī)多媒體處理技術(shù)，將體育比賽視頻進(jìn)行處理、分解，科學(xué)的分析對手情況，找到自己的不足和對手的缺陷，做到知己知彼，百戰(zhàn)不殆。通過體育決策支持系統(tǒng)，采用先進(jìn)的算法進(jìn)行分析判斷，提供完善的數(shù)據(jù)報表可以使教練員和管理人員在最短的時間內(nèi)做出科學(xué)的決策；通過體育專家系統(tǒng)來完成運(yùn)動員的選材、輔助訓(xùn)練和評價等等。

3 結(jié)束語

以計算機(jī)為主的現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)入體育領(lǐng)域已有半個世紀(jì)了，在過去的半個世紀(jì)中，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用越來越廣泛，可以這樣說：正是因?yàn)楝F(xiàn)代信息技術(shù)的支撐，推動了體育運(yùn)動的不斷向前發(fā)展。在體育運(yùn)動成績?nèi)找姹平祟悩O限的今天，從某種意義上說，體育的競爭就是高科技的競爭，“技不如人”，也許首先是“科研不如人”。而科技和體育的“共生關(guān)系”，將繼續(xù)伴隨人類社會的發(fā)展不斷向前推進(jìn)。

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