劉 雨，周繼和

（1.成都大學(xué) 體育學(xué)院，四川 成都 610106；2.成都體育學(xué)院，四川 成都 610041）

在網(wǎng)球的基本技術(shù)中，只有發(fā)球可由運(yùn)動(dòng)員自我控制和把握，具有很強(qiáng)的主觀能動(dòng)性，是唯一一項(xiàng)不受對(duì)手影響又能直接得分的技術(shù)。國內(nèi)外對(duì)于網(wǎng)球發(fā)球技術(shù)的研究較多，近十余年約有400～500篇，國外發(fā)文量約是國內(nèi)的2倍，主要集中在對(duì)肢體（上肢/下肢）、全身動(dòng)作等方面的研究，而對(duì)于網(wǎng)球發(fā)球站位技術(shù)的研究較少。

網(wǎng)球比賽發(fā)球站位一般有上步式站位（foot-up，F(xiàn)U站位），分腿式站位（foot-back，F(xiàn)B站位）。梁冬梅等（2017）在綜述中提到“發(fā)球過程中采用FB技術(shù)可獲得較高的穩(wěn)定性和較大的地面水平反作用力，而采用FU技術(shù)可獲得較大的地面垂直反作用力”。Elliott等（1983）認(rèn)為，F(xiàn)U發(fā)球可產(chǎn)生高速度，同時(shí)也有助于運(yùn)動(dòng)員獲得較好的擊球位置。而FB發(fā)球有助于發(fā)球上網(wǎng)者，產(chǎn)生較少的水平摩擦力而加快向前的速度。鄒廷鑄（2011）提出，F(xiàn)U站位能夠獲得更大的垂直地面反作用力，擊球位置更高，有利于發(fā)球后迅速上網(wǎng)。然而，兩種發(fā)球技術(shù)在球速上沒有顯著差異。Girard等（2010）使用Pedar足底壓力鞋墊對(duì)10名運(yùn)動(dòng)員不同發(fā)球站位足底壓力分布情況進(jìn)行測(cè)試，研究表明，與FB站位相比，F(xiàn)U站位后足負(fù)載增大；不同的發(fā)球站位對(duì)足部負(fù)載影響顯著。到底哪種站位動(dòng)作發(fā)球更好，在國內(nèi)外網(wǎng)球界有歧說。因此，對(duì)不同的發(fā)球站位進(jìn)行研究具有重要的實(shí)踐和理論意義。

衡量哪種站位發(fā)球更好，一般是看發(fā)球攻擊性（球速、落點(diǎn)）和發(fā)球穩(wěn)定性（動(dòng)作連貫性、一發(fā)成功率）。發(fā)球攻擊性是指運(yùn)動(dòng)員發(fā)球利用主觀能動(dòng)性破壞對(duì)方回?fù)舻哪芰?，也就是根?jù)對(duì)手站位而發(fā)出球的速度和落地點(diǎn)位置使對(duì)方容易失誤。發(fā)球穩(wěn)定性是指運(yùn)動(dòng)員發(fā)球動(dòng)作動(dòng)力定型的能力，從運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的角度來看，穩(wěn)定性是指運(yùn)動(dòng)員在實(shí)戰(zhàn)中高質(zhì)量重復(fù)再現(xiàn)訓(xùn)練中已獲技戰(zhàn)術(shù)的能力（陳萬等，2012）。本文以運(yùn)動(dòng)員完成多次發(fā)球時(shí)，各運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差作為評(píng)價(jià)發(fā)球穩(wěn)定性的指標(biāo)，一般情況下，一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差越小，說明運(yùn)動(dòng)員完成這一技術(shù)細(xì)節(jié)的穩(wěn)定性越好，但不能說明一個(gè)完整動(dòng)作的穩(wěn)定性好（Genevois et al.，2020；Mendes et al.，2013；Saku‐rai et al.，2013）。目前的研究多以技戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計(jì)來說明發(fā)球的攻擊性和穩(wěn)定性（李亮等，2014；尹樹來等，2016；張志華等，2011），誠然這些統(tǒng)計(jì)也能了解到一些問題，但只看到了發(fā)球結(jié)果的現(xiàn)象，未能進(jìn)一步挖掘發(fā)球技術(shù)過程的內(nèi)在原因。不少學(xué)者應(yīng)用三維高速錄像解析研究發(fā)球技術(shù)，基于數(shù)字分析動(dòng)作有些抽象，動(dòng)作同步不理想，尤其是對(duì)比分析，而虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）技術(shù)的交互性、沉浸感、構(gòu)想性對(duì)動(dòng)作技術(shù)的了解深度和細(xì)致已超過三維錄像解析獲得的數(shù)據(jù)分析，所以，有必要采用VR技術(shù)進(jìn)行探討。因此，本研究應(yīng)用三維高速錄像拍攝了2018年成都網(wǎng)球公開賽的決賽，選取冠軍托米奇（FU站位）和亞軍弗格尼尼（FB站位）各7次發(fā)球動(dòng)作技術(shù)解析獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，結(jié)合VR技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，以期研究兩種站位方式的特征，為網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)發(fā)球技術(shù)、提高發(fā)球質(zhì)量提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以2018年成都網(wǎng)球公開賽冠軍托米奇和亞軍弗格尼尼的發(fā)球動(dòng)作技術(shù)為研究對(duì)象，表1為兩名運(yùn)動(dòng)員的基本信息。

表1 運(yùn)動(dòng)員基本信息Table 1 Basic Information of Subjects

1.2 研究方法

本研究使用三維錄像解析法獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合VR技術(shù)再現(xiàn)法進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2.1 三維錄像解析法

在2018年成都網(wǎng)球公開賽比賽現(xiàn)場(chǎng)使用兩臺(tái)日本JVC GC-PX10AC高速攝像機(jī)（拍攝頻率50幀/s）對(duì)男子單打決賽進(jìn)行同步三維拍攝（圖1），使用星高鈦（型號(hào)：081103）24點(diǎn)星型輻射框架在比賽場(chǎng)地進(jìn)行空間標(biāo)定，通過直接線性變換（direct linear transformation，DLT）建立像點(diǎn)坐標(biāo)與物點(diǎn)空間坐標(biāo)關(guān)系式。兩名運(yùn)動(dòng)員發(fā)球成功的解析錄像篩選標(biāo)準(zhǔn)為：1）在裁判椅右側(cè)的右區(qū)一發(fā)；2）發(fā)球時(shí)速在170 km/h以上。采用3D-Signa1Tec三維錄像解析系統(tǒng)，選用歐洲D(zhuǎn)empster數(shù)學(xué)人體模型（21個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，16個(gè)環(huán)節(jié)），根據(jù)研究需要解析時(shí)添加了球拍頂端、球兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)以及球拍環(huán)節(jié)（圖2），運(yùn)用低通數(shù)字濾波器對(duì)解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，截?cái)囝l率為8 Hz。

圖1 攝像機(jī)位置示意圖Figure 1.Schematic Diagram of Camera Position

圖2 人體模型示意圖Figure 2.Schematic Diagram of Human Body Model

1.2.2 VR技術(shù)

VR技術(shù)是一門綜合性信息技術(shù)，它融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)、并行處理技術(shù)等多項(xiàng)信息技術(shù)分支的最新發(fā)展成果（尚曉軍，2003）。本研究主要采用3D攝像解析結(jié)合VR技術(shù)的桌面虛擬現(xiàn)實(shí)，所使用VR系統(tǒng)是自主科研成果。先在比賽中拍攝網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的發(fā)球技術(shù)圖像，解析出三維運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，獲得組成虛擬現(xiàn)實(shí)圖像關(guān)鍵點(diǎn)的空間坐標(biāo)，再用3D虛擬現(xiàn)實(shí)制作軟件制作模擬內(nèi)容的圖像。在模擬內(nèi)容的連續(xù)系列圖像的關(guān)鍵事件的時(shí)間位置，制作添加同步圖像信號(hào)。VR系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)3D模型三維虛擬重建，進(jìn)行精確同步及360°的旋轉(zhuǎn)對(duì)比，這樣可以更準(zhǔn)確地分析運(yùn)動(dòng)員的發(fā)球動(dòng)作技術(shù)。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 發(fā)球動(dòng)作時(shí)刻和階段的劃分

為了便于運(yùn)用VR技術(shù)三維動(dòng)畫再現(xiàn)形式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析，將運(yùn)動(dòng)員發(fā)球動(dòng)作技術(shù)結(jié)構(gòu)劃分為4個(gè)時(shí)刻和3個(gè)階段。4個(gè)時(shí)刻為T1：球與球拍分離時(shí)刻；T2：左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻；T3：球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻；T4：球拍觸球時(shí)刻（圖3）。3個(gè)階段：T1～T2為拋球舉拍階段；T2～T3為向后引拍階段；T3～T4為揮拍擊球階段。

圖3 發(fā)球動(dòng)作中T1～T4時(shí)刻示意圖Figure 3.Schematic Diagram of T1～T4 in Serve Technique

2.2 拋球舉拍階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

拋球舉拍階段（右手持拍）是球與球拍分離時(shí)刻（T1）至左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻（T2）的運(yùn)動(dòng)過程。目的是把球穩(wěn)定準(zhǔn)確地拋向最高點(diǎn)，使參與發(fā)球動(dòng)作的相關(guān)肌群預(yù)先儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，形成爆發(fā)用力前良好的身體準(zhǔn)備姿勢(shì)。

托米奇采用FU站位，右腳稍后，發(fā)球過程中靠近左腳；弗格尼尼采用FB站位，發(fā)球過程中兩腳位置不變（圖4）。

圖4 托米奇和弗格尼尼的發(fā)球站位Figure 4.Serving Position of Tomic and Fognini

2.2.1 拋球的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

拋球位置應(yīng)該在身體的右前上方（嚴(yán)波濤等，2000），在右是為了當(dāng)軀干轉(zhuǎn)向球網(wǎng)向前揮拍擊球時(shí)，球能落在球拍的正前方，在前是因?yàn)槿梭w向前揮拍擊球時(shí)，身體會(huì)產(chǎn)生向前水平位移，可以加長球拍的工作距離。合理的拋球位置決定了在球離手時(shí)刻拋球手的肩角至少大于90°。VR重建動(dòng)作觀察發(fā)現(xiàn)，在球離手時(shí)刻托米奇采用FU站位的目的是增加擊球高度，拋球手未伸進(jìn)球場(chǎng)內(nèi)而在底線上方，左肩關(guān)節(jié)角為154.4°；弗格尼尼采用FB站位的目的是擊球點(diǎn)靠前，拋球手伸進(jìn)球場(chǎng)內(nèi)超過底線，左肩關(guān)節(jié)角為138.5°。由于不同站位方式動(dòng)作技術(shù)結(jié)構(gòu)不同，造成托米奇左肩關(guān)節(jié)角比弗格尼尼左肩角大15.9°。在球離手時(shí)刻，托米奇左肘角為172.0°，弗格尼尼左肘角為175.3°，說明兩人左肘伸展較充分，有利于運(yùn)用手臂上舉將球平穩(wěn)地向上拋出。托米奇拋球離手高度與身高的比值略大于弗格尼尼（表2），同時(shí)球離手速度更快，為5.02 m/s，托米奇的球離手高度和球最高點(diǎn)高度更為合理，但球離手高度和球離手速度兩個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差相比弗格尼尼稍微偏大，穩(wěn)定性欠佳。

表2 拋球運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 2 Kinematics Parameters of Throwing Ball

2.2.2 左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

左膝關(guān)節(jié)屈曲最主要的目的是通過下肢伸肌群在離心收縮狀態(tài)下的拉伸，增大肌肉收縮的初長度，并儲(chǔ)備彈性勢(shì)能（Walshe et al.，1998），同時(shí)為向后引拍動(dòng)作提供良好的身體姿勢(shì)和用力狀態(tài)。在左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻，托米奇采用FU站位，左、右膝向前屈曲，并同時(shí)完成了右腳向左腳靠攏的上步動(dòng)作，左、右膝角分別為123.1°和134.2°；弗格尼尼采用FB站位，左、右膝向前屈曲，但左右腳位置不變，左、右膝角分別為126.8°和139.6°。托米奇左膝角和右膝角均小于弗格尼尼，因此，托米奇的相對(duì)重心高度比弗格尼尼下降更多（絕對(duì)高度托米奇高0.081 m），托米奇借助右腳上步的動(dòng)作，使得重心速度快于弗格尼尼（表3）?；谝陨戏治稣J(rèn)為，托米奇更好地完成了下肢屈曲動(dòng)作，有利于膝關(guān)節(jié)更好地儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，為蹬伸準(zhǔn)備了足夠的做功距離，但用標(biāo)準(zhǔn)差來評(píng)定穩(wěn)定性，顯然測(cè)得托米奇動(dòng)態(tài)動(dòng)作的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)穩(wěn)定性不如靜態(tài)動(dòng)作的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的穩(wěn)定性。盡管存在動(dòng)作的不穩(wěn)定性（嚴(yán)波濤等，2001），但由于FU站位發(fā)球開始右腳上步，人體獲得動(dòng)能，根據(jù)機(jī)械能守恒定理，通過下肢制動(dòng)彎曲，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為下肢肌肉彈性勢(shì)能儲(chǔ)存起來，緊接著起跳再釋放，起跳效果比FB站位更好，有利于獲得較大的地面垂直反作用力，增加身體重心垂直位移的高度。

表3 左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 3 Kinematic Parameters at the Moment of Maximum Flexion of the Left Knee Joint

2.3 向后引拍階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

向后引拍階段是左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻（T2）至球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻（T3）的運(yùn)動(dòng)過程，人體雙腳離地時(shí)刻在該階段運(yùn)動(dòng)過程中。

整個(gè)動(dòng)作應(yīng)用相向運(yùn)動(dòng)原理，下肢向上蹬伸向前挺髖，下肢與軀干產(chǎn)生向前向上力量與速度，向擊球方向快速扭轉(zhuǎn)，同時(shí)肩部和肘部向后拉伸，拍頭向下延長球拍的工作距離，最終形成“超越器械反弓”動(dòng)作，有利于持拍手完成鞭打動(dòng)作，為揮拍擊球階段做好準(zhǔn)備。

2.3.1 雙腳離地時(shí)刻下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

在左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻至雙腳離地時(shí)刻動(dòng)作過程中，無論采用FU站位還是FB站位，兩名運(yùn)動(dòng)員的右腳都已經(jīng)向擊球方向轉(zhuǎn)動(dòng)，向左腳靠攏。從左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻至雙腳離地時(shí)刻，托米奇用時(shí)為0.18 s，弗格尼尼用時(shí)為0.20 s。從表4可知，在雙腳離地時(shí)刻，托米奇右髖角速度為245.6°/s，弗格尼尼右髖角速度為 225.0°/s，VR重建動(dòng)作觀察發(fā)現(xiàn)，托米奇在該動(dòng)作過程中用時(shí)更短，右髖角速度更快，說明右髖在水平面上朝擊球方向轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度更大，有利于增加下肢向擊球方向的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和力量。

表4 雙腳離地時(shí)刻下肢和重心的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 4 Kinematic Parameters of the Lower Limbs and the Center of Gravity at the Time of Feet Taking Off

膝關(guān)節(jié)蹬伸幅度是指從左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻至雙腳離地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)角度增大的幅度，可以反映運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)蹬伸的大小。在雙腳離地時(shí)刻，托米奇的左膝蹬伸幅度為53.6°，右膝蹬伸幅度為41.8°，兩個(gè)參數(shù)均明顯大于弗格尼尼（表4）。VR重建動(dòng)作觀察發(fā)現(xiàn)，一是因?yàn)樵谧笙リP(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻，托米奇的左膝角和右膝角都小于弗格尼尼，為后續(xù)膝關(guān)節(jié)的蹬伸獲得了空間，使得左、右膝蹬伸幅度更大；二是因?yàn)橥忻灼娌捎肍U站位，右腳上步把儲(chǔ)備的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，相比弗格尼尼原地起跳獲得了更快的重心速度，起跳高有利于增加擊球高度，從而提高發(fā)球的攻擊性和成功率。托米奇和弗格尼尼的重心速度分別為1.81 m/s和1.58 m/s（表4），明顯快于左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻（1.07 m/s、0.90 m/s）（表3），這是運(yùn)動(dòng)員向后引拍階段各環(huán)節(jié)協(xié)同作用的結(jié)果。

在左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻，兩名運(yùn)動(dòng)員的左膝角都小于右膝角，說明在拋球引拍階段左腿為兩名運(yùn)動(dòng)員的主要支撐腿。在向后引拍階段，左膝蹬伸幅度更大，說明左腿是主要用力腿，托米奇左膝角和左膝蹬伸幅度的穩(wěn)定性略好于弗格尼尼，也為提高擊球高度的穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。

從圖5可知，在雙腳離地時(shí)刻，托米奇球拍還在頭部，說明托米奇離地后才完成的“超越器械反弓”動(dòng)作。這是否是FU站位的特點(diǎn)，值得深入研究，而弗格尼尼此刻球拍已在身后最低點(diǎn)。

圖5 托米奇（左）、弗格尼尼（右）雙腳離地時(shí)刻Figure 5.Feet off the Ground Moment of Tomic(Left)and Fergnini(Right)

2.3.2 球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻持拍手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

在向后引拍階段，持拍手也是形成“超越器械反弓”動(dòng)作的重要組成部分。肩部是發(fā)球動(dòng)作模式動(dòng)力鏈上一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，肩部的靈活性、柔韌性以及力量傳導(dǎo)效率會(huì)直接影響動(dòng)力鏈的力量傳遞效果（劉暢等，2018）。理論上說，拍頭最低點(diǎn)高度低于重心高度一方面可以使肩關(guān)節(jié)和腹部肌群充分拉長（蔣川，2009），以提高肌肉爆發(fā)式收縮力，另一方面可以延長球拍的做功距離，獲得更快的揮拍速度。球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻，弗格尼尼右肘角為49.8°，明顯小于托米奇的57.3°，弗格尼尼的拍頭最低點(diǎn)高度為1.193 m，比重心高度高0.032 m，托米奇的拍頭最低點(diǎn)高度為1.328 m，比重心高度高0.082 m（表5）。盡管弗格尼尼拍頭最低點(diǎn)高度更低，更接近重心高度，但弗格尼尼球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻到揮拍擊球最高點(diǎn)的工作距離是1.27 m，托米奇是1.46 m。當(dāng)然，托米奇比弗格尼尼身高高了0.18 m也占了優(yōu)勢(shì)。如托米奇向下引拍的動(dòng)作幅度更大，動(dòng)作效果可能會(huì)更好。

表5 球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻拍頭的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 5 The Main Kinematic Parameters of the Racket Head at the Lowest Point

2.4 揮拍擊球階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

揮拍擊球階段是球拍在身后最低點(diǎn)時(shí)刻（T3）到揮拍觸球時(shí)刻（T4）的運(yùn)動(dòng)過程。這個(gè)階段要求運(yùn)動(dòng)員的下肢往前擺動(dòng)，與此同時(shí)，以肩關(guān)節(jié)為軸帶動(dòng)大小臂、手腕、拍頭向前上揮拍擊球，運(yùn)動(dòng)員上下肢做相向運(yùn)動(dòng)。揮拍擊球階段的目的是將身體形成“超越器械反弓”動(dòng)作，完成持拍手臂鞭打動(dòng)作，使全身各環(huán)節(jié)的動(dòng)量傳遞至拍頭，使拍頭以最快的速度擊球。

2.4.1 擊球姿勢(shì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

運(yùn)動(dòng)員由下至上各環(huán)節(jié)角度增大并協(xié)調(diào)配合，得以實(shí)現(xiàn)下肢充分蹬伸，軀干向前向上舒展，持拍手臂完成鞭打動(dòng)作。由表6可知，在球拍觸球時(shí)刻，托米奇的左右膝角、左右髖角分別為172.9°、174.4°、172.4°、173.2°，弗格尼尼的左右膝角、左右髖角分別為 172.7°、174.5°、172.3°、172.9°，兩名運(yùn)動(dòng)員的膝角和髖角均較大，說明下肢蹬伸充分，運(yùn)動(dòng)員向上伸展可以獲得一定的重心速度。

托米奇的右肩角、右肘角分別為170.2°、176.0°，弗格尼尼的右肩角、右肘角分別為165.8°、173.6°，托米奇的右肩角和右肘角較大，說明其持拍手臂伸的比較直，以便球拍在高速度下高位置處擊球。在揮拍觸球時(shí)刻，托米奇各環(huán)節(jié)角度的標(biāo)準(zhǔn)差均比弗格尼尼略小，說明托米奇完成擊球鞭打動(dòng)作較穩(wěn)定。

2.4.2 擊球位置的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)比分析

研究認(rèn)為，擊球點(diǎn)越高，發(fā)球成功率越高，但同一運(yùn)動(dòng)員所能達(dá)到的最高擊球點(diǎn)是有限的，即在身體正上方擊球時(shí)，擊球點(diǎn)最高（蔣中偉，2000）。從表7可知，托米奇擊球高度為2.783 m，弗格尼尼擊球高度為2.464 m，以擊球高度與身高的比值而言，托米奇的比值為1.420，弗格尼尼的比值為1.384，托米奇采用FU站位儲(chǔ)存彈性勢(shì)能效果好、蹬伸幅度大、重心速度快的優(yōu)勢(shì)，最終表現(xiàn)為獲得了更理想的擊球點(diǎn)（Brody，1987；Elliott et al.，1986），有利于提高發(fā)球攻擊性。球最高點(diǎn)與擊球點(diǎn)的垂直距離可以反映運(yùn)動(dòng)員完成鞭打動(dòng)作的節(jié)奏。托米奇球最高點(diǎn)與擊球點(diǎn)的垂直距離為0.485 m，弗格尼尼球最高點(diǎn)與擊球點(diǎn)的垂直距離為0.548 m。托米奇采用FU站位獲得了更大的地面垂直反作用力，爭取到了更高的擊球點(diǎn)，使擊球動(dòng)作更連貫。同時(shí)球最高點(diǎn)與擊球點(diǎn)的垂直距離更小，擊球高度的穩(wěn)定性更高。相反，弗格尼尼球最高點(diǎn)與擊球點(diǎn)的垂直距離大于托米奇，且穩(wěn)定性更差，說明球在空中運(yùn)行的距離越長，球下落的速度加快（Beerman et al.，1981），增加了運(yùn)動(dòng)員對(duì)擊球時(shí)間和空間的判斷難度，降低了擊球高度的穩(wěn)定性。拋球點(diǎn)與擊球點(diǎn)的水平距離要適中，過近容易發(fā)過對(duì)方有效區(qū)，過遠(yuǎn)容易發(fā)到網(wǎng)下，弗格尼尼拋球點(diǎn)與擊球點(diǎn)的水平距離（0.388 m）大于托米奇（0.307 m），在球拍觸球時(shí)刻，弗格尼尼擊球點(diǎn)多數(shù)更靠前，球拍擊球點(diǎn)在甜區(qū)上緣。托米奇擊球點(diǎn)在甜區(qū)，比弗格尼尼的擊球位置更好（表7）。

表6 球拍觸球時(shí)刻各環(huán)節(jié)角度的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 6 The Main Kinematic Parameters of the Angle of Each Link at the Moment of Racket Touching the Ball

表7 影響擊球位置的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 7 The Main Kinematic Parameters which Affects the Position of the Ball

2.4.3 球拍觸球時(shí)刻各關(guān)節(jié)速度的對(duì)比分析

在球拍觸球時(shí)刻，兩名運(yùn)動(dòng)員處于空中無支撐狀態(tài)，均以髖為軸上肢（體）向下和下肢向上做相向運(yùn)動(dòng)，維持球拍觸球時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員的身體平衡。然而，持球拍還是一個(gè)鞭打動(dòng)作，各個(gè)關(guān)節(jié)的用力順序和協(xié)調(diào)配合非常重要。在發(fā)球用力過程中，大肌群最先發(fā)力，隨后發(fā)展到小肌群用力，各關(guān)節(jié)間的速度遞增，動(dòng)量依次傳遞，使拍頭獲得更快的速度，產(chǎn)生更好的擊球效果。在球拍觸球前，兩名運(yùn)動(dòng)員由下到上以人體右側(cè)為例，各環(huán)節(jié)的速度遞增順序?yàn)橛蚁ニ?、右髖速、右肩速、右肘速、右腕速、拍頭速度，符合動(dòng)量依次傳遞的鞭打原理。

由表8可知擊球時(shí)刻各環(huán)節(jié)的速度，托米奇的右膝速、右髖速、右肩速、右肘速、右腕速、拍頭速度依次為0.96 m/s、1.84 m/s、4.95 m/s、7.06 m/s、12.30 m/s、25.34 m/s，每個(gè)參數(shù)均高于弗格尼尼，而標(biāo)準(zhǔn)差略小。托米奇采用FU站位更好地儲(chǔ)備和釋放了下肢的彈性勢(shì)能，增大了蹬伸幅度，不僅獲得了更為合理的擊球高度，而且鞭打動(dòng)作更加穩(wěn)定。在符合視頻篩選標(biāo)準(zhǔn)的7次發(fā)球中，托米奇的平均發(fā)球時(shí)速為179 km/h，弗格尼尼的平均發(fā)球時(shí)速為174 km/h。同時(shí)，托米奇在球拍觸球時(shí)刻各關(guān)節(jié)速度的穩(wěn)定性略好于弗格尼尼，保證了發(fā)球時(shí)速的穩(wěn)定性。托米奇全場(chǎng)比賽發(fā)內(nèi)角球49%、發(fā)外角球36%，合計(jì)85%，而弗格尼尼發(fā)內(nèi)、外角球合計(jì)79%。由此可見，托米奇的發(fā)球速度和落點(diǎn)均比弗格尼尼略高一籌，即托米奇的發(fā)球攻擊性更強(qiáng)。結(jié)果，托米奇在全場(chǎng)比賽中一發(fā)成功率和一發(fā)得分率均比弗格尼尼高（表9）。

表8 擊球時(shí)刻各環(huán)節(jié)的速度Table 8 Speed of Each Link when Hitting the Ball m·s-1

表9 全場(chǎng)發(fā)球戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 9 Statistics of Serving Tactics %

綜上，托米奇采用FU站位發(fā)球與弗格尼尼采用FB站位發(fā)球相比，托米奇發(fā)球的實(shí)效性更好。

眾所周知，上步起跳比原地起跳更高。從動(dòng)力學(xué)考慮，F(xiàn)U站位發(fā)球比FB站位發(fā)球優(yōu)勢(shì)在于下肢開始蹲伸前已存儲(chǔ)彈性勢(shì)能，后面托米奇動(dòng)作表現(xiàn)出的攻擊性和穩(wěn)定性也比較出色。因此，如以完成動(dòng)作的目的性和實(shí)效性而論，F(xiàn)U站位發(fā)球比FB站位發(fā)球更好。

3 研究結(jié)論

通過對(duì)比分析托米奇的FU站位和弗格尼尼的FB站位發(fā)球效果，得出以下結(jié)論：

1）在拋球舉拍階段，托米奇拋球離手高度與身高的比值略大于弗格尼尼；FU站位動(dòng)作有右腳上步，重心高度下降更多，有利于下肢存儲(chǔ)彈性勢(shì)能，也延長了做功距離；托米奇拋球離手速度較快。2）在向后引拍階段，從左膝關(guān)節(jié)屈曲最大時(shí)刻至雙腳離地時(shí)刻，托米奇用時(shí)較短，獲得了更快的重心速度。在雙腳離地時(shí)刻，弗格尼尼球拍已在身后最低點(diǎn)，而托米奇球拍還在頭部，說明托米奇離地后才完成的“超越器械反弓”動(dòng)作。3）在揮拍擊球階段，球拍觸球時(shí)刻，與弗格尼尼相比，托米奇持拍手肘關(guān)節(jié)角度更大，在高速度下高位置處擊球，完成擊球鞭打動(dòng)作較穩(wěn)定。4）托米奇的平均發(fā)球時(shí)速快于弗格尼尼，全場(chǎng)比賽發(fā)內(nèi)角球、外角球高于弗格尼尼，全場(chǎng)比賽一發(fā)成功率和一發(fā)得分率均高于弗格尼尼。綜合而言，托米奇的發(fā)球落點(diǎn)、發(fā)球攻擊性和穩(wěn)定性均優(yōu)于弗格尼尼。