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문제 정의
- 우리나라 여자 선수들은 현재 각종국제대회에서 좋은 성적을 거두고 있지만 출발기술의 열세로 인하여 500m 종목은 뚜렷한 성과를 거두지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 우리여자선수들의 500m 종목의 경기력 향상을 위해서 동계 올림픽에서 경쟁하게 될 외국의 우수선수들의 출발기술 비교분석을 통하여 우리선수들의 출발기술을 보완하고 보다 나은 출발 기술을 모색하고자 하는데 그 목적을 두었다.
- 또한 이들은 전경각도와 무릎각도가 중요한 요인으로 보고 되고 있다(백진호 등, 2002). 이 같은 관점에서 스트로크률, 전경각도 및 무릎각도의 결과를 수평속도와 관련하여 살펴보았다.
제안 방법
- 본 연구는 2005년 세계 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수권 대회 여자 500m 종목에 참가한 국제적 선수들 가운데 결승에 진출한 선수(4명)와 우리나라선수(2명)등총 6명을 대상으로 실시되었다. 4대의 비디오카메라를 이용하여 실제 경기장면을 촬영하였으며 3차원 DLT (direct linear transformation)방법을 활용하여 출발동작을 운동학적으로 분석하였다. 실제 시합상황을 분석하였다는 점에서 경기력 향상에 많은 도움이 될 것으로 생각되며 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 카메라의 위치는 출발선을 기준으로 전후방 각각 45도의 각을 이루는 곳에 3대를 설치하였으며, 나머지 1대는 출발신호 및 경기진행 상황을 촬영하였다. 공간좌표 설정을 위한 통제점 막대는 전 촬영구간을 포함 할 수 있도록 길이 6m, 높이 2m, 폭 5m로 설치하였고, 연구대상자들을 촬영하기 전 5분 동안 촬영한 다음 제거 하였다. 구체적인 경기촬영장면은 <그림 1>과 같다.
- 02초 간격으로 보간(interpolation)하였다. 또한 디지타이징 오차와 기자재 자체에서 기인하는 노이즈(noize)를 제거하기 위해 스무딩(smoothing)을 실시하였는데 본 연구에서는 버터워스 2차 저역통과 필터를 활용하여 6.0HZ로 스무딩을 실시하였다. 이와 같은 자료처리에는 KWON3D motion analysis package 3.
- 본 연구의 분석변인은 출발 반응시간, 출발 후 4보까지 걸린 소요시간, 인체중심의 수평ㆍ수직이동 변위, 인체중심의 속도, 몸통전경각도, 무릎관절 각도를 구하였으며, 각도변인에 대한 정의는 와 같다.
- 분석국면의 이벤트구분은 출발자세에서 신호총이 울린 후 선행 발(왼발)이 이지하는 순간을 E1, 착지하는 순간을 E2, 오른발이 이지하는 순간을 E3, 착지하는 순간을 E4, 두 번째 왼발이 이지하는 순간을 E5, 착지하는 순간을 E6, 두 번째 오른발이 이지하는 순간을 E7, 착지 하는 순간을 E8로 설정하였다. 이에 따른 국면구분은 E1에서 E2까지를 제 1국면(L1)으로, E3에서 E4까지를 제 2국면(R1)으로, E5에서 E6까지를 제 3국면(L2)으로, E7에서 E8까지를 제 4국면(R2)으로 설정하였다.
- 이에 따른 국면구분은 E1에서 E2까지를 제 1국면(L1)으로, E3에서 E4까지를 제 2국면(R1)으로, E5에서 E6까지를 제 3국면(L2)으로, E7에서 E8까지를 제 4국면(R2)으로 설정하였다. 분석변인으로는 국면별 소요시간, 인체중심의 수평변위, 인체 중심속도와 스케이트 날의 속도, 몸통의 전경각도( 1), 무릎관절의 각도( 2)를 분석하였다.
- 좌표계는 전후 진행방향을 Y방향, 좌우방향을 X방향, 지면과 수직방향을 Z방향으로 설정하였다. 비디오카메라의 속도는 30f/s로 하였으며, 이로부터 얻은 정보는 3차 스플라인함수(cubic spline function)를 이용하여 0.02초 간격으로 보간(interpolation)하였다. 또한 디지타이징 오차와 기자재 자체에서 기인하는 노이즈(noize)를 제거하기 위해 스무딩(smoothing)을 실시하였는데 본 연구에서는 버터워스 2차 저역통과 필터를 활용하여 6.
- 실제시합상황에서 출발동작을 촬영하기위해 4대의 디지털 카메라(VX - 2000, Sony)를 삼각대로 고정시켜 실내 빙상장에 설치하였다. 카메라의 위치는 출발선을 기준으로 전후방 각각 45도의 각을 이루는 곳에 3대를 설치하였으며, 나머지 1대는 출발신호 및 경기진행 상황을 촬영하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 2005년 강원도 춘천에서 거행된 세계 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수권대회에 출전하여 결승에 진출한 500m 여자선수 6명을 대상으로 하였으며, 실제 경기장면을 촬영하여 분석한 관계로 연구변인을 모두 기록 분석 하지는 못하였다. 또한 연구의 범위가 출발동작의 초기단계이기 때문에 코스배정에 의한 차이는 고려하지 않았으며 본 연구의 결과는 다음과 같다.
- 본 연구는 2005년 세계 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수권 대회 여자 500m 종목에 참가한 국제적 선수들 가운데 결승에 진출한 선수(4명)와 우리나라선수(2명)등총 6명을 대상으로 실시되었다. 4대의 비디오카메라를 이용하여 실제 경기장면을 촬영하였으며 3차원 DLT (direct linear transformation)방법을 활용하여 출발동작을 운동학적으로 분석하였다.
- 본 연구의 대상자는 2005년 강원도 춘천에서 거행된 세계 쇼트트랙 스피드 스케이팅 선수권대회 여자 500m 종목 결승에 진출한 외국선수 4명과 한국선수 2명 등 총 6명의 선수들의 출발구간의 동작을 분석 하였으며, 연구대상자의 특성은 과 같다.
이론/모형
- 디지타이징 하여 얻은 2차원 좌표를 이용하여 3차원 좌표를 계산하기 위해 공간의 좌표를 이미 알고 있는 통제점을 활용하여 DLT(Direct Linear Transformation) 계수들을 계산하고, 이들 계수와 동조된 2차원 좌표로 부터 인체관절점의 3차원 좌표를 계산하는 방식은 DLT 방법을 활용하였으며, 42개의 통제점을 이용하여 캘리브레이션(calibration)을 실시하였다. 좌표계는 전후 진행방향을 Y방향, 좌우방향을 X방향, 지면과 수직방향을 Z방향으로 설정하였다.
성능/효과
- 1. R2까지의 구간에서 평균소요시간은 1.93±0.08s이며, S1은 1.85s, S6은 1.98s를 나타내어 중국선수들이 우리나라선수들에 비해 짧은 소요시간을 나타내고 있으며, 정지 상태에서 운동 상태로 빠르게 전환시키는 훈련이 보강되어야 할 것으로 사료된다.
- 2. 인체중심의 이동변위는 외국선수들이 우리나라선수들에 비해 큰 것으로 나타났다. 특히, 출발의 정지동작에서 첫발을 내딛어 인체중심을 앞으로 전진시키는 L1과 두 번째 발이 접촉하는 R1에서 인체중심이동이 우리나라선수들에 비해 우수한 것으로 나타났다.
- 3. 스트로크률은 평균 2.68±7.1로 나타났으며, S1은 2.82로 가장 크고, S6은 2.69로 비교적 적게 나타났다. S6은 하지강화 훈련을 통하여 보다 강한 킥력을 유지하여 스트로크률을 향상 시켜야 할 것으로 생각된다.
- 4. 인체중심속도의 속도에서 중국선수들이 E1에서 속도가 느렸지만 동작이 진행될수록 빠르게 속도가 증가 하였으며, 출발 구간에서 가속도가 큰 것으로 나타났다.
- 5. 몸통의 전경각도는 초기자세에서 추진력을 얻기 위해 상체를 구부린 자세를 취하다가 첫발(왼발) 이 진행되면서 약간 세웠다가, 이후 전경각이 작아지는 경향을 나타내고 있다.
- 36s로 좀더 빠른 동작이 요구된다. 두 번째발(오른발)의 이지 및 착지인 구간 R1에서의 평균소요시간은 0.46±0.03s이며, S1, S2는 0.42s로 가장 짧은 시간에 동작을 수행하였으며, 특히 한국선수인 S6은 0.52s로 보다 긴 소요시간을 나타내었다. 출발부터 R2까지의 총소요시간은 평균1.
- 본 연구에서 중국선수들은 평균 2.80으로, 우리나라 선수들의 평균 2.70에 비해 스트로크률이 빠르게 나타났다. Hoffmann(1972)는 단거리 달리기에서 보폭과 보속은 역상관 관계를 갖는다고 했으며, 지나치게 보폭을 크게 할 경우 보속은 줄어들며, 반대로 보속을 빨리 하면 보폭이 좁아지므로, 선수의 체격과 체형 등을 고려한 적절한 균형이 이루어 질 때 질주의 효과는 최대가 된다고 주장하였다.
- 특히, 첫 곡선주로에 가장 먼저 진입한 S1의 경우 E1에서 E2까지 인체중심속도가 가장 빠르게 나타나 출발구간에서 속도변화가 우수한 것으로 나타났다. 위의 결과를 종합하여 보면 외국선수의 이벤트별 인체중심 수평속도가 우리나라선수들에 비해 다소 크게 나타나고 있다. 특히 초기 출발자세에서 첫발이 이동하는 L1국면에서 인체중심속도의 기울기가 외국선수들이 크게 나타나고 있는데 이는 초기 추진력이 다음 국면의 속도에 계속해서 영향을 주고 있기 때문으로 판단된다.
- 위의 결과에서 보면 이벤트 E1에서 왼쪽 무릎관절각도가 중국선수들의 49.8°에 비해 우리나라선수들은 89.9°로 비교적 크게 나타나 중국선수들이 이지발의 무릎각도를 최대한 줄여 출발하는 것으로 나타났으며, 오른발 이지시인 이벤트 E6에서도 오른쪽 무릎관절 각도는 중국선수들의 평균 오른 무릎각이 104.9°, 우리나라 선수들은 138.5°를 보여 오른쪽 무릎관절 각도에서는 큰 차이를 보이고 있었다. 이는 중국선수들이 양발의 무릎각을 작게 함으로써 이지와 착지 시 하 퇴와 대퇴의 굴곡과 신전을 용이하게 하여 빙면에 최대한의 충격량을 가하여 효과적으로 지면 반력을 이용하는 것으로 생각된다.
- 위의 결론에서 우리나라선수의 스타트 기술에 관련된 운동학적 변인들이 외국선수들에 비해 우수하지 못한 것으로 나타났다. 1회의 동작을 분석한 본 연구의 결과를 일반화시키기에는 무리가 있을 것으로 판단된다.
- <표 5>의 인체중심의 수직변위를 보면 수직변위는 선수들의 신장과 밀접한 관계가 있으므로 신장과의 백분율로 나타낸 값으로 출발 시 평균 47±1.7%로 나타났 으며, 우리나라 선수인 S3와 S6의 평균값은 49%로 중국선수들의 평균 45.5%에 비해 높게 나타났으며, 백진호 등(2002)이 보고한 국내 우수선수들의 평균 49.5%와 비슷하게 나타났으며, 기록이 좋은 선수일수록 수직변위가 낮은 비율을 보이고 있다. 이는 출발 시 강한 추진력을 얻기 위해 중심을 낮추었다가 최고 높이에 도달 하는 형태를 취하는 것으로 사료된다.
- 첫발(왼발)의 이지 및 착지인 구간 L1에서 우승국인 중국선수 S1, S4 평균소요시간은 0.37s로 나타났으며, 한국선수 S3와 S6의 평균소요시간은 0.31s로 중국선수에 비해 짧게 나타났다. 특히 한국선수인 S6은 0.
- 중국선수와 우리나라선수 모두 시간이 진행되면서 중국선수의 이동변위가 다소 크게 나타남을 알수 있다. 출발자세에서 왼발이 이동하는 L1국면의 인체중심이동은 중국선수들이 더 크게 하는 것으로 나타났으며, 이후 L2에서 인체중심의 이동변위가 비슷하여 지다가 R2에서는 중국선수들의 인체중심변위가 다소 크게 나타나, 외국선수들은 출발의 정지동작에서 첫발을 내딛어 인체중심을 앞으로 전진시키는 L1과 두 번째 발이 접촉하는 R1에서 인체중심이동이 우리나라선수들에 비해 우수한 것으로 나타났다. 결국, 출발구간의 초반부에서 인체중심이동은 중국선수들이 우리나라선수에 비해 더 큰 값을 보이고 있어 진행방향으로 중심이동이 큰 것으로 나타났다.
- 인체중심의 이동변위는 외국선수들이 우리나라선수들에 비해 큰 것으로 나타났다. 특히, 출발의 정지동작에서 첫발을 내딛어 인체중심을 앞으로 전진시키는 L1과 두 번째 발이 접촉하는 R1에서 인체중심이동이 우리나라선수들에 비해 우수한 것으로 나타났다.
후속연구
- 1회의 동작을 분석한 본 연구의 결과를 일반화시키기에는 무리가 있을 것으로 판단된다. 그러나 이러한 변인들이 경기력과 매우 밀접하게 관련됨으로 이와 관련된 후속연구가 지속적으로 진행되어야 할 것이다.
- 백진호(1996)의 연구에 의하면 여자대표선수들의 경우 첫발이 전진방향으로 이동하는 스트로크 길이가약 35㎝정도 된다고 하였으며 신성휴 등(1996)은 2,3번째 스트로크 길이가 약 124~141㎝정도라고 보고 하였다. 따라서, 본 연구의 외국선수들과 우리나라선수들의 스트로크 길이는 선행연구에 비해 L1에서는 다소 큰 것으로 나타났으나 R1과 L2에서는 작은 것으로 나타나 우리나라 선수들의 2,3번째 스트로크 이동변위는 크게 향상되지 못한 것으로 나타나 이에 대한 훈련방법이 모색되어야 할 것을 판단된다.
- 92s에 비해 소요시간이 짧게 나타났으며, 이는 출발구간에서의 기록이 우수 할수록 유리한 주행 코스의 선점으로 경기 기록이 양호한 것으로 나타났다. 위의 결과를 종합하여 보면 결승에 진출한 외국선수들이 우리나라 선수에 비해 짧은 소요시간을 보이고 있어 우리나라 선수들의 스타트 훈련이 보강되어야 할 것으로 생각된다.
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