Использование информационных технологий в физическом воспитании и спорте

    Национальный  университет физического воспитания и спорта Украины

    Факультет здоровья человека, физического воспитания, туризма и менеджмента

    Кафедра кинезиологии

    Дисциплина: «Информационные технологии» 
 
 

    

 

«Использование  информационных технологий в физическом

воспитании  и спорте» 
 
 
 
 
 
 

    студентки IV курса

    группы  №114

    Швец  Р.А. 
 
 
 

    Киев  – 2011

    СОДЕРЖАНИЕ

    стр.

    Введение……………………………………………………………………..3

1. 3D-графические методы в подготовке спортсменов……………….4
2. мультимедийные виртуальные симуляторы (компьютерные игры)…………………………………………………………….……..4
3. Обучающие и моделирующие системы……………………………..5
4. Системы автоматического проектирования (САПР)……………….7
5. Методы оптикоэлектронного измерения движений человека – 3D

сканирование……………………………………………………………...8

    Выводы………………………………...……………………………………10

    Список  литературы…………………………………………………………11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ 

    Информационные  технологии представляют собой совокупность средств и методов, которые разработаны  на основе использования современных  достижений вычислительной и телекоммуникационной техники, обеспечивают автоматическую обработку информации и оптимизацию учебной и производственной деятельности человека.

    Ярко  выраженная информатизация современного общества объясняет необходимость  все более широкого использования  информационных и телекоммуникационных технологий в сфере физической культуры и спорта.

Высокий уровень информатизации профессионального  образования рассматривается как  обязательное условие подготовки конкурентоспособных  специалистов по физической культуре и спорту. Только обладая достаточным уровнем технологической подготовленности и «информационной культуры», молодой специалист способен адекватно действовать в окружающем мире, ориентироваться в проблемных ситуациях, находить рациональные способы решения различных проблем. Деятельность педагога иди тренера обязательно включает в себя элемент получения, обработки информации и процесс принятия решения для дальнейших действий на основе имеющихся данных. Для принятия правильного решения необходимо обладать возможно большим объемом информации о рассматриваемом объекте; например тренер в процессе организации тренировки должен учитывать функциональное состояние, уровень физической подготовки, особенности психики спортсмена, параметры соревновательной деятельности и т.п.

    Предполагается, что повышение познавательной активности студентов, профессиональной компетентности выпускников вузов физической культуры, и, в целом, совершенствование процесса подготовки специалистов в области физической культуры и спорта может быть обеспечено при условиях:

• поиска новых форм и методов организации занятий;
• использования в процессе обучения новых информационных технологий, инструментальных методик и технических средств;
• разработки специального программно-методического обеспечения, ориентированного на решение специфических задач сферы физической культуры и спорта и физкультурного образования.

 

3D-графические методы в подготовке спортсменов 

3D-графика (3-dimension) – это трехмерная компьютерная графика. Используемая либо для моделирования на ПК сцен (background), либо для моделирования движений ( animation ).

Классификация по 3D-графики:

• мультимедийные виртуальные симуляторы (компьютерные игры);
• обучающие и моделирующие системы;
• пакеты трехмерной графики;
• системы автоматического проектирования (САПР).

    Ниже  рассмотрены программы 3D-графики в системе физической культуры и спорта. 

Мультимедийные виртуальные симуляторы (компьютерные игры) 

Социальная  значимость спорта отражает этот вид  деятельности в компьютерных играх  – гольф и автогонки, спортивные игры и единоборства, вот далеко не полный перечень знакомых многим игр. Их социальную роль в системе ИТ  ФКС можно назвать мотивирующей. Одной из наиболее точно отвечающих запросам настоящего учебника следует назвать детскую компьютерную игру по спортивной гимнастике «Гимнастика». Задача игры – составить комплексы выступлений на спортивных снарядах и подготовить спортсменок к соревнованиям. В память игры введено более ста гимнастических упражнений для опорного прыжка, бревна, брусьев, упражнений на ковре. 

Обучающие и моделирующие системы 

 Получившие  распространение программы моделирования  тела и движений человека 3D-графика позволяет решать ряд задач тренировочного этапа технической и тактической подготовок. Например пакет для 3D моделирования и анализа движений человека «Solid Dynamics», в который заложено более 100 параметров человеческого тела.

    Прекрасной  иллюстрацией 3D-графического решения поставленных задач является компьютерная энциклопедия «профессиональный бокс».  

      

    Рис. 1 Компьютерная энциклопедия «профессиональный бокс». 

    Здесь помимо справочного материала о  более 4000 поединках и 2300 боксерах, участвовавших  в них, фотографий более 300 спортсменов и 30 минут уникальных видеосъемок, приведен небольшой учебный блок для ознакомления с основными ударами и защитами в боксе.

    Пакеты  трехмерной графики. Наиболее распространенным программным продуктом для решения  задач моделирования и анализа движений является 3D Studio Max (Мортье Ш. 2003), хотя существуют и множество других программ данной графики. 

Таблица 5.1

 

    Овладение 3D-мультимедиа позволяет тренеру эффективнее реализовать педагогический принцип наглядности: демонстрация двигательных действий, тактических замыслов, спортивного оборудования и тренажеров в 3D-графике, моделирование спортивных программ – вот неполный перечень возможности анимации в физической культуре и спорте. 
 

Системы автоматического  проектирования (САПР) 

      Наиболее распространенной программой для проектирования спортивных сооружений является AutoCAD. Другим ее достоинством, для применения в физической культуре  и спорте, является возможность оцифровки движений человека, например  при использовании электронных планшетов дигитайзеров). 
 

 

Рис. 2 Анимация оборота  Ковача (спортивная гимнастика) в программе 3D Studio Max 

Методы  оптикоэлектронного измерения движений человека – 3D-сканирование 

      Технология “motion capture”. Методы оптикоэлектронного измерения движений человека в спорте (3D-сканирование).

    Исследование  движений человека (спортивных в частности) требует регистрации, и измерения и анализа характеристик процессов различной природы биомеханических, физиологических, биохимических, психологических и др.) Биомеханический процесс, представляющий собой перемещение тела человека и/или его звеньев во времени и пространстве, является одним из текущих «выходов» двигательной деятельности человека.ля адекватной постановки цели и задач спортивных движений, а также для оптимизации управления и контроля в процессе их освоения и совершенствования необходимо исследовать биомеханические характеристики движений, которые регистрируются, измеряются и анализируются различными методами:

1. Стробоскопическая стереофотограмметрия – наиболее точный метод измерения кинематических характеристик движений человека.
2. Биомеханическая кинематография – использование видеоизображений для биомеханического анализа.
3. Компьютерный видеоанализ – основными достоинствами являются достаточно высокая точность измерений, относительная простота и гибкость использования, возможность автоматической оцифровки точек движущегося объекта и сопряженность видеоизображения с широким диапазоном аналоговых сигналов, получаемых от других средств  регистрации и измерения движений.

    Системы захвата движений подразделяются на механические, магнитные и оптические. Механические представляют собой скелет с системой датчиков, надеваемой на человека. Таким образом, отслеживается  как положение всего скелета  в целом, так и положение относительно друг друга отдельных его сегментов.

    Магнитные системы представляют собой комплекс датчиков, закрепляемых на теле человека, и генератора магнитного поля, установленного снаружи. Датчики улавливают магнитное поле, и по задержкам и некоторым другим параметрам определяются положение и ориентация датчика в пространстве. Отсюда вытекает ограничение – актер должен находится зане действия генератора импульса. Обычно это небольшое замкнутое пространство площадью 3х3 либо 5х3 метра. Наличие посторонних предметов в магнитном поле также снижает точность измерений. Кроме этого магнитные системы дают не такие качественные результаты, как оптические, поэтому требуют использования специальных фильтров и ручной доводки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВЫВОДЫ

В настоящее  время этап формирования концепции информационных технологий в физической культуре и спорте характеризуется как начальный. Обращение к ИТ в физической культуре и спорте практически до начала XIX века носило спорадический характер, а в качестве аппаратурно-программного обеспечения использовались, в основном, либо стандартная медицинская аппаратура, имеющая собственное программного обеспечение, либо аппаратура, создаваемая для решения узких задач также с оригинальным программным обеспечением.

Развитие  компьютерной техники и опыт, накопленный в системе информационных технологий явились предпосылкой для использования его в физической культуре и спорте. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Воронов, И.А. Информационные технологии в физической культуре и спорте/ И.А. Воронов. -СПб.: изд-во СПб ГУФК им. П.Ф. Лесгафта, 2008 г.- 260 с.
2. Петров П.К. Информационные технологии в спорте / П. К. Петров. - СПб изд-во: «Академия» , 2011 г. – 288 с.