肖丹丹, 張瑛秋, 張曉蓬, 劉豐德

(1.國家體育總局 體育科學(xué)研究所,北京 100061; 2.北京體育大學(xué) 乒乓球教研室,北京 100084; 3.國家體育總局 乒乓球羽毛球運動管理中心,北京 100061)

花色塑料乒乓球的擊球及觀賞效果分析

肖丹丹1, 張瑛秋2, 張曉蓬3, 劉豐德2

(1.國家體育總局 體育科學(xué)研究所,北京 100061; 2.北京體育大學(xué) 乒乓球教研室,北京 100084; 3.國家體育總局 乒乓球羽毛球運動管理中心,北京 100061)

采用模擬正式比賽、模擬電視轉(zhuǎn)播、問卷調(diào)查、運動學(xué)測試等方法對擊打花色塑料乒乓球的觀察效果、球速、轉(zhuǎn)速等進行實驗測試與分析。結(jié)果顯示:運用花色塑料乒乓球使到達對方球臺后球速下降明顯;花色塑料乒乓球能夠提高比賽的觀賞性;白橙雙色帶黑條的花球是較理想的顏色選擇。

花色塑料乒乓球; 擊球; 觀賞效果; 球速; 轉(zhuǎn)速

Author’saddress1.Institute of Sport Science,General Administration of Sport,Beijing 100061, China; 2.Table Tennis Department,Beijing Sport University,Beijing 100084, China; 3.Table Tennis and Badminton Center,General Administration of Sport,Beijing 100061, China

隨著乒乓球技術(shù)的發(fā)展,乒乓球旋轉(zhuǎn)變化越來越多、速度越來越快,觀眾難以了解乒乓球旋轉(zhuǎn)的奧秘,且中國乒乓球隊長期在國際上處于領(lǐng)先地位,降低了比賽勝負(fù)的懸念,乒乓球比賽的觀賞性大大降低。這是乒乓球項目發(fā)展所面臨的一個困境。為了促進乒乓球項目的發(fā)展,國際乒乓球聯(lián)合會近些年不斷修改競賽規(guī)則。2014年7月1日,將乒乓球的材質(zhì)從賽璐珞球變?yōu)榱怂芰锨?同時乒乓球的直徑增大。這是國際乒乓球聯(lián)合會繼“小球”變“大球”、11分賽制、無遮擋發(fā)球、水溶性(無機)膠水等新規(guī)則的實施之后的再次巨大改革。對球體材料和結(jié)構(gòu)的改變會給乒乓球運動帶來諸多影響。對于國家乒乓球隊和中國乒乓球協(xié)會而言,既要針對國際乒乓球聯(lián)合會新的改革,做好應(yīng)變的準(zhǔn)備,又要主動求變,為乒乓球的下一步改革與發(fā)展獻計獻策。

在歷次新規(guī)則對乒乓球競技規(guī)律影響的研究方面,我國處于世界前列。國家體育總局體育科學(xué)研究所在國際上對40 mm大球[1-2]、11分賽制[3-5]、無遮擋發(fā)球[6-7]、水溶性(無機)膠水[8]、塑料乒乓球[9-10]等新規(guī)則下的訓(xùn)練和比賽影響的新問題進行了系統(tǒng)研究[11]。現(xiàn)在使用的單色乒乓球(白色)由于缺乏標(biāo)記,電視轉(zhuǎn)播很難充分呈現(xiàn)乒乓球的旋轉(zhuǎn)特性,現(xiàn)場球迷用肉眼更難捕捉和感受乒乓球的旋轉(zhuǎn)魅力。為了提高乒乓球比賽的觀賞性,中國乒乓球協(xié)會主動求變,早在2009年就提出了使用黑白乒乓球的設(shè)想。國家體育總局體育科學(xué)研究2009—2010年針對黑白乒乓球在乒乓球訓(xùn)練、比賽和發(fā)展的影響進行了系列研究,并在2010年的甲B比賽中進行了運用,對其可行性進行論證。結(jié)果表明,雖然黑白球基本能達到看清乒乓球旋轉(zhuǎn)的目的,但由于黑白兩色對比太鮮明,運動員對使用黑白球極不適應(yīng),出現(xiàn)頭暈眼花甚至流淚等癥狀,嚴(yán)重影響了他們在比賽中技戰(zhàn)術(shù)的發(fā)揮和使用,最終中國乒乓球協(xié)會放棄使用黑白球。

基于乒乓球項目的發(fā)展需要和黑白球的實驗結(jié)果,中國乒乓球協(xié)會于2013年底再次提出使用花色塑料乒乓球的設(shè)想?；ㄉ芰掀古仪虻挠^賞效果如何,選擇哪種顏色搭配的花色塑料乒乓球既能讓運動員感覺容易適應(yīng),又能讓現(xiàn)場觀眾和電視觀眾看清旋轉(zhuǎn),塑料乒乓球能否降低乒乓球的運行速度和旋轉(zhuǎn),是這項改革需要解決的問題。本文擬在前人研究成果的基礎(chǔ)上,運用比賽現(xiàn)場模擬法、問卷調(diào)查法、運動生物力學(xué)的方法對擊打花色塑料乒乓球的觀察效果進行實驗研究,為乒乓球項目的進一步改革提供理論基礎(chǔ)。

1 研究方法

1.1測試對象(1) 測試用球。紅雙喜賽璐珞三星乒乓球和上海紅雙喜乒乓球公司生產(chǎn)的塑料材質(zhì)的花色塑料乒乓球,包括白色、白橙帶黑道、黑橙、黑青、白橙5種花色。

(2) 運動員。北京乒乓球隊4名男運動員、4名女運動員,共計8名(表1)。

表1 運動員基本情況

(3) 裁判員9名。國際級裁判長1名,國際級裁判員4名,國家級裁判員3名,國家一級裁判員1名。

(4) 現(xiàn)場觀眾。有專業(yè)隊運動經(jīng)歷的現(xiàn)場觀眾40名,有乒乓球運動經(jīng)歷但無專業(yè)隊經(jīng)歷的現(xiàn)場觀眾120名,有運動經(jīng)歷但無乒乓球運動經(jīng)歷的現(xiàn)場觀眾100名,無運動經(jīng)歷的現(xiàn)場觀眾32名,共計292名。

(5) 電視觀眾。有專業(yè)隊運動經(jīng)歷的電視觀眾20名,有乒乓球運動經(jīng)歷但無專業(yè)隊經(jīng)歷的電視觀眾50名,有運動經(jīng)歷但無乒乓球運動經(jīng)歷的電視觀眾30名,無運動經(jīng)歷的電視觀眾12名,共計112名。

1.2測試方法(1) 模擬正式比賽(比賽現(xiàn)場)。2013年12月19日,在北京體育大學(xué)體育館模擬正規(guī)乒乓球比賽,比賽現(xiàn)場人員由專業(yè)運動員、專業(yè)裁判員、現(xiàn)場觀眾及中央臺的工作人員、本研究的測試人員等組成。

(2) 中央電視臺模擬轉(zhuǎn)播。中央電視臺現(xiàn)場轉(zhuǎn)播系統(tǒng)進行現(xiàn)場直播,包括超高速攝像機1臺,拍攝頻率為600 Hz,高速攝像機1臺,拍攝頻率為75 Hz,常速攝像機3臺,拍攝頻率25 Hz。球館燈光光照度為2 400 lx,符合現(xiàn)場電視轉(zhuǎn)播的要求。用5種測試乒乓球進行現(xiàn)場比賽,用每種球打2局,同時采用常速、高速、超高速3種不同的方式進行現(xiàn)場直播,通過電視信號輸送到電視上。

(3) 問卷調(diào)查。比賽之后要求參加比賽的運動員、裁判員、現(xiàn)場觀眾和電視觀眾填寫比賽觀察效果問卷。共發(fā)放問卷420份,收回問卷420份,其中有效問卷420份,回收率和有效率達100%。比賽觀察效果實驗現(xiàn)場見圖1。

圖1 比賽觀察效果實驗現(xiàn)場示意

Figure 1. Schematic diagram of observation effect of table tennis match

(4) 運動學(xué)測試。如圖1所示,運用2臺新高鈦(型號:Ⅰ型)高速攝像機(拍攝頻率200 Hz)對運動員的動作技術(shù)進行運動學(xué)三維高速拍攝,2臺攝像機分別位于運動員的右前方和右側(cè)方,2臺攝像機主光軸的夾角大于60°。同時1臺超高速攝像機(拍攝頻率600 Hz)置于球臺的運動員的右前方,對乒乓球的旋轉(zhuǎn)運動進行拍攝。在正式測試前,進行了三維框架標(biāo)定。測試對象為4名北京隊男運動員,測試的動作技術(shù)為側(cè)身位正手最大力量拉下旋斜線,回?fù)敉慌憔毸┩宦潼c的下旋球5種測試用球和賽璐珞球各30～40次,要求運動員力保每次發(fā)力一致,實驗場地見圖2。后期數(shù)據(jù)處理中從每組數(shù)據(jù)中挑選出20次最符合實驗要求的數(shù)據(jù)。

(5) 數(shù)據(jù)處理。對調(diào)查問卷的結(jié)果進行匯總和統(tǒng)計。運用北京體育大學(xué)運動生物力學(xué)實驗室“視訊運動視頻分析系統(tǒng)”對運動學(xué)數(shù)據(jù)進行處理,獲取乒乓球的三維速度和轉(zhuǎn)速的指標(biāo)數(shù)據(jù),對運動學(xué)數(shù)據(jù)進行配對t檢驗。

圖2 測速測轉(zhuǎn)實驗場地示意

Figure 2. Schematic diagram of velocity and rotation measurement experiment

2 結(jié)果與分析

2.1擊打花色塑料乒乓球的觀察效果(1) 花色塑料乒乓球使用效果及改革的必要性。對8名運動員、9名裁判員、292名現(xiàn)場觀眾和112名電視觀眾的調(diào)查結(jié)果顯示,調(diào)查對象均感覺使用花球明顯不同于白球。當(dāng)運動員第1次使用花球練習(xí)時,現(xiàn)場觀眾爆發(fā)出驚訝的聲音,效果可見一斑。所有運動員和裁判員及大部分現(xiàn)場觀眾(75.0%)和電視觀眾(82.1%)認(rèn)為花球比賽效果明顯。進一步分析發(fā)現(xiàn)認(rèn)為區(qū)別不大的觀眾均為坐在后排的觀眾。改革的反對聲音主要來自于運動員:62.5%的運動員、30.4%的電視觀眾、25.3%的現(xiàn)場觀眾認(rèn)為沒有必要進行花色塑料乒乓球的改革。這是由于乒乓球是一項精細運動,任何一項乒乓球規(guī)則的改革都會對不同打法類型、不同運動水平運動員的訓(xùn)練和比賽帶來不同程度的影響,有些優(yōu)秀運動員很可能因為不能盡快適應(yīng)新規(guī)則的改變而不得不選擇退役。如直板快攻結(jié)合弧圈打法的前世界冠軍劉國梁于2002年26歲時選擇了退役,其退役的原因與大球的使用有一定的關(guān)系。筆者認(rèn)為,只要選擇合理、科學(xué)的色彩搭配的花色乒乓球,乒乓球運動員會從為了提高乒乓球比賽觀賞性的大局出發(fā),支持花色塑料乒乓球的改革。

(2) 運動員對花色塑料乒乓球擊球效果的感覺。在花色塑料乒乓球與賽璐珞的速度比較方面,37.5%的運動員認(rèn)為速度有所下降,有12.5%運動員認(rèn)為速度變快,50.0%的運動員認(rèn)為速度沒有變化;當(dāng)比較2種材質(zhì)乒乓球的轉(zhuǎn)速時,有75.0%的運動員認(rèn)為轉(zhuǎn)速有所下降,有25.0%的運動員認(rèn)為旋轉(zhuǎn)更快;有37.5%的運動員認(rèn)為使用花色塑料乒乓球能夠提升對旋轉(zhuǎn)的判斷,而另外62.5%的運動員認(rèn)為無差異;所有運動員均認(rèn)為使用花色塑料乒乓球會對擊球感覺造成影響。

它的基本原理包括資產(chǎn)重組、風(fēng)險隔離和信用增級。其中，資產(chǎn)重組原理包括最佳化原理、均衡原理、成本最低原理和優(yōu)化配置原理。

這表明運動員第一次使用花色塑料乒乓球還非常不適應(yīng):一方面是材質(zhì)的變化造成球的彈性下降、旋轉(zhuǎn)下降、聲音變?nèi)醯榷加绊戇\動員回球的感覺;另一方面不同顏色的花球也分散了運動員的注意力,造成運動員失誤增多。由于運動員習(xí)慣于打單色賽璐珞球,且運動員通常是根據(jù)對方運動員觸球瞬間的動作判斷來球的旋轉(zhuǎn),運動員對于花色球這一新異刺激還未適應(yīng),還未建立通過顏色的變化判斷乒乓球的旋轉(zhuǎn)這一條件反射?？梢酝茰y,經(jīng)過一段時間的練習(xí)以后,待運動員適應(yīng)了花色乒乓球,運動員將會對花色乒乓球是否有助于判斷旋轉(zhuǎn)有一個新的認(rèn)識,這需要下一步深入研究。

(3) 觀眾、裁判員對花色塑料乒乓球比賽的感覺。在旋轉(zhuǎn)判斷上,觀眾和裁判員的感覺與運動員的感覺并不相同,75.0%的裁判員和70.2%的現(xiàn)場觀眾、72.3%的電視觀眾認(rèn)為花色塑料乒乓球有助于運動員判斷旋轉(zhuǎn)?；睾蠑?shù)是影響比賽精彩程度和觀賞性的一個重要因素。裁判員、現(xiàn)場觀眾與電視觀眾(分別占37.5%、33.2%、37.5%)均認(rèn)為花球未使比賽的回合明顯增加,但這一現(xiàn)象可能是暫時的,待運動員適應(yīng)了花色塑料乒乓球后會逐步增加乒乓球的回合,提升乒乓球比賽的觀賞性。

(4) 花色塑料乒乓球?qū)μ岣咂古仪虮荣愑^賞性的影響。目前乒乓球比賽現(xiàn)場觀眾不足是困擾業(yè)內(nèi)人士的主要問題之一。87.5%的運動員、87.5%的裁判員、71.9%的現(xiàn)場觀眾、61.6%的電視觀眾,認(rèn)為花色塑料乒乓球可以提高比賽的觀賞性,改革值得嘗試。少部分離場地較遠的觀眾依然感受不到這一變化,現(xiàn)場的大頻幕展示在一定程度上可以彌補這一不足。

(5) 花色塑料乒乓球的電視轉(zhuǎn)播效果?；ㄉ芰掀古仪蛟陔娨曓D(zhuǎn)播時效果顯著,特別是進行慢鏡頭回放時,球的弧線和旋轉(zhuǎn)清晰可見。電視觀眾認(rèn)為在正常播放和慢放時視覺效果突出(分別占82.1%、83.9%)、旋轉(zhuǎn)清晰可見(占75.0%),這正是這項改革需要達到的目的。乒乓球與其他隔網(wǎng)對抗項目的最大區(qū)別就是球的旋轉(zhuǎn),它既是乒乓球的魅力所在,但同時又是一部分觀眾因不了解乒乓球旋轉(zhuǎn)的奧秘而“止步”的一個原因。

(6) 花色塑料乒乓球顏色的選擇?；ㄉ芰掀古仪蝾伾倪x擇正確與否能這項改革是否成功的關(guān)鍵。100.0%的運動員和裁判員、60.7%的電視觀眾、44.5%的現(xiàn)場觀眾選擇了白色和橙色相間的花色塑料乒乓球。白色和橙色是乒乓球比賽用球的顏色,裁判員和運動員對此不陌生,這2個顏色對他們視覺習(xí)慣的挑戰(zhàn)不強烈,因此他們可以接受。黑色不反光,現(xiàn)場觀眾可以明顯地感受到顏色的變化,但裁判員認(rèn)為因為對球的方位判斷不穩(wěn),黑色朝向不利于判斷擦邊球和擦網(wǎng)球,運動員則認(rèn)為黑色球的旋轉(zhuǎn)過于強烈,常常導(dǎo)致判斷失誤;單純的白橙相間的乒乓球常常會依據(jù)旋轉(zhuǎn)的不同而產(chǎn)生不同中間色,因此,白橙相間帶有黑條的乒乓球是目前實驗的5種球中最佳的顏色選擇。

2.2塑料球與賽璐珞球的擊球速度和轉(zhuǎn)速比較

(1) 出手球速。本文分析的球速指乒乓球平動的三維合速度。從表2可以看出,經(jīng)t檢驗,4名運動員正手拉下旋球時,塑料乒乓球的出手球速(18.40±0.05)m/s與賽璐珞乒乓球的出手球速(18.86±0.06)m/s差異不顯著,塑料乒乓球的出手速度略有下降。從運動員各自的數(shù)據(jù)也可以看出這種變化趨勢。

表2 出手球速(m±sd)(n=20) m/s

表3 到對方球臺反彈后的球速(m±sd)(n=20) m/s

(3) 出手轉(zhuǎn)速。4名運動員正手拉下旋球時,塑料乒乓球的出手轉(zhuǎn)速(132.9±10.8)r/s與賽璐珞乒乓球的出手轉(zhuǎn)速(128.4±13.1)r/s相比,差異不顯著,但塑料乒乓球的出手轉(zhuǎn)速略有下降。

(4) 綜合分析。結(jié)合表2～3可以看出,男子乒乓球運動員使用新型材質(zhì)的塑料乒乓球正手拉下旋球時,出手時的球速和轉(zhuǎn)速與賽璐珞乒乓球相比變化不明顯。只是數(shù)值上略有下降,但差異不顯著。出手時的球速在18.5 m/s左右,轉(zhuǎn)速在130.0 r/s左右。

乒乓球在空中飛行一段時間到達對方球臺后,塑料乒乓球的球速下降明顯,從賽璐珞乒乓球的14.34 m/s下降到12.64 m/s。對于乒乓球旋轉(zhuǎn)速度飛行一段時間到對方球臺的變化,由于超高速拍攝所限制(定焦為出手前后,到了反彈點畫面模糊,無法識別轉(zhuǎn)速)未計算出來,從球速的下降可推測轉(zhuǎn)速也會下降,還待今后進一步深入研究。數(shù)據(jù)表明,材質(zhì)的改變對于出手球速和旋轉(zhuǎn)強度的影響不大,這是由于運動員的揮拍技術(shù)并未改變,運動員揮拍速度和發(fā)力的方向也未變化。雖然新型塑料乒乓球的彈性與賽璐珞球相比有所降低,但還不至于對出手球速和轉(zhuǎn)速有顯著影響。

新型材料的塑料乒乓球的另外一個變化是球體增大。自2000年10 月1日起國際乒乓球聯(lián)合會實施大球改革(直徑由38 mm改為40 mm),乒乓球進入了“大球時代”。大球的最初規(guī)格要求直徑應(yīng)為40 mm,但是實際生產(chǎn)的乒乓球幾乎都在39.5 mm左右。國際乒乓球聯(lián)合會近期出臺的非賽璐珞乒乓球技術(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,非賽璐珞乒乓球的最小直徑必須為40 mm,最大直徑不得超過40.60 mm。非賽璐珞球的直徑必須在40 mm以上,小于40 mm的乒乓球?qū)⒉粡?fù)存在。這意味著塑料乒乓球的體積比原來的賽璐珞球有所增大。由于球體的增大,會增大乒乓球飛行中空氣的阻力,降低乒乓球的速度和轉(zhuǎn)速。從乒乓球到對方球臺反彈后的速度變化顯著可以得到驗證。

由于塑料乒乓球反彈后速度明顯降低,使得反彈后的第2弧線的弧線高度和前進的遠度均有所降低,故運動員感覺到擊打塑料乒乓球時擊球點需要提前。同時,為了擊出與原來賽璐珞球威脅相同的球,運動員必須增大動作幅度,以提升塑料乒乓球的出手速度和轉(zhuǎn)速,使到達對方球臺反彈后的速度和轉(zhuǎn)速與原來賽璐珞球相同。使用新型塑料材質(zhì)的花色乒乓球,可使反彈后球速及旋轉(zhuǎn)降低,這在一定程度上可以幫助觀眾和運動員更加清晰地看清乒乓球的旋轉(zhuǎn),從而進一步提升乒乓球比賽的觀賞性。

2.3花色塑料乒乓球的使用效果本實驗結(jié)果所推薦使用的橙白雙色帶黑條的花色塑料乒乓球已被中國乒乓球協(xié)會所接受,并成功用于2014年中國乒乓球超級聯(lián)賽總決賽和全國第12屆學(xué)生運動會,使用效果顯示,該球便于觀眾看清球的旋轉(zhuǎn)軌跡,且被運動員所接受。本研究成果在2015年蘇州世界乒乓球錦標(biāo)賽期間已遞交給國際乒乓球聯(lián)合會,將成為國際乒乓球聯(lián)合會下一次改革的方向和重要依據(jù)。

3 結(jié)論

(1) 運動員、裁判員、現(xiàn)場觀眾和電視觀眾普遍認(rèn)為花色乒乓球能夠提高比賽的觀賞性。

(2) 白橙雙色帶黑條的花球是較理想的顏色選擇。

(3) 與賽璐珞球相比,運動員使用新型材質(zhì)的花色塑料乒乓球正手拉下旋球時,乒乓球在空中飛行一段時間到達對方球臺后球速明顯降低。

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HittingandOrnamentalEffectofColoredPlasticTableTennisBall

∥XIAO Dandan1,ZHANG Yingqiu2,ZHANG Xiaopeng3,LIU Fengde2

By the methods of simulation official matches,simulation TV broadcast,questionnaires and kinematic test,the study examined and analyzed the observation effect,velocity and rotational speed of the colored plastic balls.The results showed that the velocity and rotational speed of the balls decreased significantly after reaching the opponent’table,the colored plastic balls could improve the ornamental value of the table tennis matches,and the white and orange with black stripes of the plastic ball was the ideal choice.

colored plastic table tennis ball; hitting; ornamental effect; velocity; rotational speed

2017-01-08；

:2017-03-25

國家體育總局體育科學(xué)研究所基礎(chǔ)業(yè)務(wù)費項目(基本16-44);北京體育大學(xué)球類中心課題(2015zx010);國家體育總局科研課題(2014B072)

肖丹丹(1978-),女,河南洛陽人,國家體育總局體育科學(xué)研究所副研究員,博士后;Tel.:(010)87182537,E-mail:jan_dan@126.com

張瑛秋(1965-),女,山西大同人,北京體育大學(xué)教授,博士,博士生導(dǎo)師;Tel.:(010)62987834,E-mail:57767027@qq.com

G846

A

1000-5498(2017)05-0090-05

DOI10.16099/j.sus.2017.05.014