劉宇峰 單共兵,2 張翔

1.忻州師范學(xué)院體育系，山西 忻州 034000；

2.萊布斯里奇大學(xué)文理學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)系，萊斯布里奇 阿爾伯塔

“遠(yuǎn)踢近打貼身摔”描述了傳統(tǒng)武術(shù)在徒手格斗中對(duì)不同距離的敵人所采用的不同攻擊方式，其中打是格斗雙方距離較近時(shí)用拳攻擊的方法。傳統(tǒng)武術(shù)中形成了不同的用拳攻擊的風(fēng)格 ，有引進(jìn)落空的太極拳，有迂回側(cè)擊的八卦掌，還有硬打硬進(jìn)的形意拳。形意拳善于正面進(jìn)攻，崩拳因其動(dòng)作形如利箭穿物，發(fā)力時(shí)威猛如山崩地裂而得名，有“半步崩拳打天下”的美譽(yù)，遺憾的是，如此“霸道”的形意拳技術(shù)卻沒有完善的進(jìn)攻參數(shù)與同類項(xiàng)目進(jìn)行比較。崩拳攻擊特點(diǎn)在拳諺中有許多形象的描述，對(duì)速度的描述“去意猶如卷地風(fēng)”“追風(fēng)趕月不見跡”“打著還嫌遲”；對(duì)于距離的描述有經(jīng)典的“打人如親嘴”；對(duì)于動(dòng)力的描述是 “趨勢(shì)好似虎撲羊”。[1]這些都是對(duì)形意拳練習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的描述，并不能量化比較攻擊的特性。現(xiàn)有關(guān)于形意拳的量化研究主要集中在對(duì)拳速和用力大小兩方面：對(duì)于拳速多用最大速度和加速度來(lái)表征。王如鎮(zhèn)給出形意拳崩拳拳速峰值為6.973 m/s，最大加速度為74.46m/s2。[2]朱東也給出拳速6.29 ±0.797 m/s和加速度64.128 ± 15.750 m/s2的參數(shù)值，[3]但沒有指出拳速峰值出現(xiàn)的時(shí)刻、距離和以拳速為因變量的整體分析。崩拳是一步之內(nèi)完成單腿啟動(dòng)和單腿制動(dòng)的動(dòng)作，重心經(jīng)歷由慢速到快速再降速的過(guò)程。從產(chǎn)生動(dòng)量大小來(lái)看，拳最高速度出現(xiàn)的位置應(yīng)該是最佳的擊打位置，很遺憾我們?cè)诂F(xiàn)有文獻(xiàn)中找不到此參數(shù)的量化數(shù)據(jù)。形意拳以突然的攻擊著稱于世，動(dòng)力因素占很重要的地位。拳擊選手前手直拳發(fā)力時(shí)蹬出的力量是前腳體重的1.99±0.42倍，后腳是體重的0.68±0.16倍，[4]形意拳發(fā)力時(shí)地面反作用力豎直方向上的大小為(159 ± 92 N/kg)。[5]但沒有指出攻擊方向的作用力。綜上所述，前期研究雖有少量形意拳攻擊特征參數(shù)的量化研究，但缺少相互聯(lián)系的系統(tǒng)研究，這明顯阻礙了形意拳發(fā)展的現(xiàn)代化進(jìn)程。本研究采用Vicon紅外三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)與ATMI三維測(cè)力臺(tái)同步，建立15環(huán)節(jié)人體3D模型，系統(tǒng)量化崩拳的攻擊特征并尋找與拳速高度相關(guān)因素，為形意拳科學(xué)評(píng)價(jià)與橫向比較提供參數(shù)支持。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

山西省形意拳協(xié)會(huì)8名平均拳齡30年以上的習(xí)練者,身高1.68±0.05m，體重70±6.4kg，年齡55±11歲，武齡36±16年。

圖1 進(jìn)步崩拳階段劃分

1.1.1 形意拳進(jìn)步崩拳動(dòng)作

以右崩拳為例：（1）蓄力。掩裹橫拳：由左三體式開始，左肘向中線掩裹，同時(shí)兩手臂外旋，兩手握拳，拳心轉(zhuǎn)向上，左小臂水平高于心口；右小臂貼于右肋，重心略后移，脊背略后弓，目視前方。（2）發(fā)力。摩臂崩拳：右腳以涌泉穴位處著力蹬地，左腿以足三里穴位處領(lǐng)勁向前擠靠進(jìn)一大步。（3）制動(dòng)。左腳著地減速，隨即右腳跟進(jìn)，兩腳前后相錯(cuò)約半腳，右腳弓對(duì)左腳跟，腳尖略外擺，同時(shí)右拳沿著左小臂內(nèi)側(cè)上方，經(jīng)左拳心向前崩出，高于心口，拳眼向上轉(zhuǎn)，拳面向前下方傾斜，前臂水平，肘部微屈，右肩前順；左臂屈肘貼身護(hù)肋，左拳收于腹前，拳心向上，目正視前方。

1.1.2 階段劃分

蓄力階段：重心在垂直方向下降至最低點(diǎn)，為下個(gè)階段的發(fā)力做準(zhǔn)備。發(fā)力階段：下肢蹬地使得重心速度增加，直至重心速度達(dá)到最大值；制動(dòng)階段：重心速度快速下降到最大值得30%；復(fù)位階段：重心速度平緩下降，恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 階段處理曲線圖

制動(dòng)階段與復(fù)位階段劃分：在重心速度曲線中將標(biāo)出重心速度的90%、30%、20%與10%四個(gè)點(diǎn)，在90%、30%兩點(diǎn)做斜率曲線，在20%、10%兩點(diǎn)做斜率曲線，兩線相交于一點(diǎn)，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為區(qū)分制動(dòng)階段與復(fù)位階段的點(diǎn)。

1.2 研究方法

圖3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境示意圖

采用Vicon三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)(采集頻率為100f/s)、美國(guó)AMTI公司的AMTI三維測(cè)力臺(tái)(采集頻率為1000f/s)以及Vicon Nexus數(shù)據(jù)采集軟件，同步采集運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。

1.2.1 數(shù)據(jù)采集過(guò)程

（1）首先確定坐標(biāo)系，該實(shí)驗(yàn)設(shè)定左右方向的運(yùn)動(dòng)為X軸，前后方向的運(yùn)動(dòng)為Y軸，上下方向的運(yùn)動(dòng)為Z軸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的身高以及動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)范圍調(diào)整13個(gè)鏡頭的高度、角度，使受試者處于鏡頭的中間靠下的位置，調(diào)整鏡頭的焦距使標(biāo)定坐標(biāo)點(diǎn)在屏幕中完全顯示，標(biāo)定長(zhǎng)寬高分別為(3×4×4m)的重點(diǎn)采集區(qū)域。（2）對(duì)受試者進(jìn)行身體慣性參數(shù)測(cè)量，并粘貼固定反射標(biāo)志物Marker球。依據(jù)身體測(cè)量的數(shù)值構(gòu)建骨架模型。測(cè)試過(guò)程中共有39個(gè)反射標(biāo)志物固定在受試者的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)上，為了進(jìn)一步減少實(shí)驗(yàn)操作的系統(tǒng)誤差，Marker反射標(biāo)志物由生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室專業(yè)人員進(jìn)行粘貼標(biāo)志點(diǎn)的名稱及位置。同時(shí)，受試者測(cè)試前15分鐘進(jìn)行熱身運(yùn)動(dòng)，時(shí)間控制約10分鐘。內(nèi)容主要包含功架練習(xí)、測(cè)試動(dòng)作練習(xí)等。（3）標(biāo)志點(diǎn)貼好后，受試者站在重點(diǎn)測(cè)試區(qū)域中，高速攝像機(jī)拍攝其靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)。測(cè)試人員此時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)快速識(shí)別各個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，并建立受試者的靜態(tài)模型。（4）在記錄員提示下，按照實(shí)驗(yàn)動(dòng)作進(jìn)行，受試者完成三次動(dòng)作。高速攝影機(jī)、三維測(cè)力臺(tái)同步采集數(shù)據(jù)。

1.2.2 指標(biāo)定義

表1 指標(biāo)定義一覽表

（表1續(xù)）

1.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算

邁步距離、拳的左右偏移距離等平面距離的計(jì)算：根據(jù)平面直角坐標(biāo)系兩點(diǎn)距離公式：

速度的計(jì)算中空間移動(dòng)距離的計(jì)算根據(jù)空間直角坐標(biāo)系兩點(diǎn)距離公式：設(shè)A(x1，y1，z1)、B(x2，y2，z2)，則，之后根據(jù)路程公式

計(jì)算總體路程。

2 研究結(jié)果

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 速度特征

拳速的變化經(jīng)歷了加速和減速兩個(gè)階段，加速是為了進(jìn)攻，減速是為了穩(wěn)定身體。形意拳在一步之內(nèi)完成驟起進(jìn)攻和急停穩(wěn)定兩個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作，伴隨著拳速由小陡然增大再由大變小，涉及到兩個(gè)明顯的參量，一個(gè)是反映人整體的運(yùn)動(dòng)特征的重心速度變化，另一個(gè)是攻擊點(diǎn)——拳的速度變化。在進(jìn)攻加速階段，重心的最大速度是2.07m/s，拳的最大速度為7.6m/s；這個(gè)階段拳的平均加速度為6.75±2.98m/s2，重心的平均加速度為2.81±1.13m/s2；重心的最大加速度為12.33m/s2，拳的最大加速度為60.33m/s2。上步攻擊時(shí)間為0.56±0.18 s，其中最快的上步時(shí)間為0.29s，上步距離為91.5cm。這個(gè)距離比平均值77cm大，重心速度峰值與拳速峰值出現(xiàn)的時(shí)間差為0.039±0.06s。

2.2 距離特征

拳速最大時(shí)具有最大的能量，擊打效果最佳，將這一時(shí)刻拳距髂前的距離稱為最佳攻擊距離。由數(shù)據(jù)可知拳的最佳攻擊距離是0.44±0.06m，此刻拳在前腳后方0.14±0.07m；最終在水平面上超過(guò)腳尖0.16±0.07m停止，此時(shí)拳距離同側(cè)髂前0.74±0.14m，這個(gè)距離為拳的攻擊范圍。攻擊高度在自己身高的66.16±4.70 %。重心在發(fā)力階段也經(jīng)歷了類似變化：當(dāng)重心速度達(dá)到最大值時(shí)，所經(jīng)過(guò)的距離是0.4±0.05 m，此時(shí)重心距離前腳跟的水平距離是0.67±0.07 m，過(guò)程中重心上下起伏為0.03±0.08 m，左右偏移是0.051±0.05 m，動(dòng)作結(jié)束時(shí)，重心總移動(dòng)距離是0.94±0.17 m。

2.3 動(dòng)力特征和關(guān)節(jié)角度變化

蓄力階段，重心向后移動(dòng)后腿承擔(dān)體重，地面反作用力增加170.88±72.21 N，為體重的1.1±0.5倍。前后方向增加了1.41±1.13倍體重的力量；發(fā)力階段，垂直方向?yàn)槭茉囌唧w重的1.3±0.6倍。前后方向的變化最大為身體體重的3.32±1.43倍；左右方向是體重的0.78±0.47倍。

圖1 下肢發(fā)力順序比較圖

關(guān)節(jié)角度變多發(fā)生在矢狀面上的屈伸變化，其中變化量最大的是髖關(guān)節(jié)45.49±15.48°，其次就是踝關(guān)節(jié)角度26.88±7.73°，膝關(guān)節(jié)角度29.43±6.14°，肩與髖交叉的X-factor變化范圍是22.69±14.14°。骨盆前后傾的角度變化為8.98±3.24°。在發(fā)力階段，髖首先開始動(dòng)作，然后是膝，最后是踝。

2.4 拳速相關(guān)性分析

表3 拳速相關(guān)性分析

拳速是形意拳攻擊特性的主要指標(biāo)，對(duì)拳速影響因素的分析有助于優(yōu)化提高拳速、避免受傷有重要意義。與拳速的相關(guān)性依次為：骨盆前后傾角、X-factor變化范圍、重心速度、肘關(guān)節(jié)屈伸角、肩關(guān)節(jié)屈伸角和踝關(guān)節(jié)屈伸角。

3 分析討論

3.1 核心發(fā)力 速度快

拳速是衡量擊打效果的主要參數(shù)，一線拳擊選手拳的速度為7.1±0.7 m/s[6]，形意拳最大速度為7.6m/s；相差不大。本次測(cè)試拳的平均速度為6.75±2.98m/s，明顯低于拳擊選手的平均拳速，從進(jìn)步崩拳前期的加速平均40cm的身體加速過(guò)程來(lái)看，二者存在較為明顯的差別。另外，2011年王鎮(zhèn)如也測(cè)出形意拳崩拳峰值速度為6.973m/s的結(jié)果，[7]與本次實(shí)驗(yàn)相差不大，說(shuō)明形意拳崩拳具有較快的拳速。骨盆前后傾角、X-factor變化范圍、重心速度是拳速的高相關(guān)因素，骨盆前后傾角、X-factor變化都與腰部的核心肌群高度相關(guān)，尤其是骨盆的前后傾變化總量雖然不大，但卻是最高的相關(guān)因素。骨盆的后傾即“斂臀收腹”的動(dòng)作，蓄力階段骨盆前后傾角度變化為10.31±9.04°，由于骨盆前面上下是腹直肌和股四頭肌股，后面上下是豎脊肌和臀大肌，骨盆后傾，正好是拉長(zhǎng)股直肌和豎脊肌的動(dòng)作，使蹬伸的原動(dòng)肌充分拉長(zhǎng)，形成了身弓和腿弓，同時(shí)避免了太大的外形動(dòng)作，使蓄力隱蔽且高效。形意拳論講“主宰在腰”，或許就與骨盆的前后傾角變化密切相關(guān)。綜合骨盆組成的髖不僅變化量最大達(dá)到45度而且首先開始動(dòng)作，不難發(fā)現(xiàn)形意拳崩拳核心發(fā)力的用力特征。出拳借助重心的基礎(chǔ)速度會(huì)使拳速更快、擊打更具威力，[8]本次實(shí)驗(yàn)與以往不同的是測(cè)算了重心的速度變化情況與拳速變化的關(guān)系，重心速度峰值與拳速峰值出現(xiàn)的時(shí)間差為0.039s?！耙话闳烁淖兗∪饣顒?dòng)需要0.2-0.3s”[9]不到人的反應(yīng)時(shí)間的十分之一，幾乎可以忽略,這說(shuō)明拳速和身速基本上同時(shí)達(dá)到峰值,這或許是形意拳整體用力，“打人必須先上身”的有力證據(jù)之一。

3.2 身手齊進(jìn)

拳到達(dá)最佳攻擊點(diǎn)的時(shí)刻拳在前腳和軀干的中間。距離前腳14cm，距離軀干44cm,說(shuō)明,一是形意拳“腳到手到”的整體攻擊特點(diǎn)，有助于在擊打的時(shí)刻動(dòng)員身體的整體質(zhì)量參與碰撞，這樣的方式會(huì)直接增加擊打前的動(dòng)量?jī)?chǔ)備；[10]二是形意拳主動(dòng)尋求在近距離擊打的意愿。要想在最佳攻擊點(diǎn)接觸敵人，腳必須在下方超越被攻擊點(diǎn)，攻擊點(diǎn)則放在可以“擁抱”的范圍內(nèi)，這種方式符合形意拳“打人如親嘴”的特性描述。

3.3 移動(dòng)平穩(wěn) 擊打隱蔽

從重心的移動(dòng)可以看出，重心始終在支撐面內(nèi)，沒有超越支撐面，保證了身體的穩(wěn)定性。移動(dòng)過(guò)程中上下起伏為3 cm，左右移動(dòng)為5 cm。崩拳的步長(zhǎng)為0.77±0.12m，而一般人走路過(guò)程中“重心起伏為8-10cm,左右偏移為4.5 cm，跨步長(zhǎng)大約 0.75m，步寬約 8cm”可以看出崩拳進(jìn)攻時(shí)，在豎直方向上重心不發(fā)生大的波動(dòng)，移動(dòng)平穩(wěn)，步寬與步長(zhǎng)與走路相似。擊打高度在受試者身體高度的66%，如果對(duì)手是同一身高的技擊者，這個(gè)部位在身體肚臍(黃金比例)的上部和劍突下部的空腔部位，這一部位的臟器沒有外在骨骼保護(hù)，很容易在擊打中受傷。2014年王松利用工程人所反饋的數(shù)據(jù)也得出崩拳擊打在肝臟和左右肺部的有效性較好的結(jié)論，[5]由于這個(gè)部位有效避開了視覺的直接觀察，較為隱蔽，大大提高了攻擊的成功率。

3.4 遠(yuǎn)程攻擊 隨時(shí)調(diào)控

朱東得出跟步崩拳右手完整位移的距離為0.845±0.19 m，李東鵬得出拳擊運(yùn)動(dòng)員皺市明前手直拳肘的移動(dòng)距離是0.66m。進(jìn)步崩拳重心的移動(dòng)距離為0.98±0.17m，加之拳離開身體的部分，拳最終的攻擊范圍是1.21±0.09m，動(dòng)作結(jié)束時(shí)，拳離開身體0.74±0.14m。相比而言，進(jìn)步崩拳具有更長(zhǎng)的遠(yuǎn)程攻擊能力。符合形意拳“進(jìn)必及身”的突進(jìn)特征，從拳諺“邁步如犁行”來(lái)看，形意拳具有隨時(shí)制動(dòng)剎車的技術(shù)準(zhǔn)備，可見，進(jìn)步崩拳具有遠(yuǎn)程攻擊能力，并可能有隨時(shí)調(diào)控攻擊距離的能力。

4 研究結(jié)論

形意拳進(jìn)步崩拳利用骨盆部位的核心動(dòng)作產(chǎn)生攻擊動(dòng)力，具有身手齊進(jìn)的整體力量特征，具有速度快、攻擊范圍大、近身攻擊和攻擊部位隱蔽等特點(diǎn)，成就了其“打遍天下”的美名。建議初習(xí)者進(jìn)行骨盆前后傾的專門動(dòng)作練習(xí)；如果進(jìn)行固定靶訓(xùn)練，建議靶位在練習(xí)者的劍突以下肚臍以上部位。