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문제 정의
- 이에 본 연구의 목적은 테니스의 여러가지 서브 종류 중 하나인 플랫 서브 동작을 우수선수와 비 우수선수를 대상으로 3차원 영상 분석을 통해 플랫 서브 동작의 원리와 현상을 이해하고, 선수 지도 시 정확한 동작을 유도하여 서브기술 향상과 첫 서브 성공률을 높여 경기력향상에 기여하는데 있다.
제안 방법
- 3차원 공간좌표를 설정하기 위해 통제 틀의 통제 점이 모두 카메라 필드 안에 포함되도록 고속카메라 2대를 피험자로부터 10 m 떨어진 거리에 테니스 코트 지면으로부터 1.5 m 높이가 되도록 수평으로 설치하였다, 카메라1의 위치는 피험자의 왼발을 축으로 목표 지점을 바라 볼 떼, 좌측으로 약 30°, 카메라2의 위치는 우측으로 약 60°각도에서 촬영하였다. 촬영속도는 250 fran/sec로 하였다.
- 김성동(2000)은 남자 우수선수를 대상으로 플랫 서브의 특성을 분석하였다. 또한 신제민(20(B)은 테니스 플랫 서브를 3차원으로 각운동의 특성을 분석하였다.
- 먼저 1분간 통제점 틀을 촬영하고 통제점 틀을 제거한 후 피험자는 통제점 틀이 세워져 있던 공간에 들어가 플랫 서브 동작을 실시하였다, 동작의 선별은 피험자마다 5회 이상 실시하여 그 중 가장 서비스 라인에 가장 빠르고 정확하게 들어온 동작 하나를 선택하여 분석하였다. 실험도구의 배치는<그림 1> 과 같다
- 본 연구에서 분석한 각속도의 변화는 손목 관절, 팔꿈치 관절, 어깨 관절, 고 관절을 분석하였다.
- 본 연구에서 분석한 상지 관절의 각도 변화는 손목관절, 팔꿈치 관절, 어깨 관절의 각도를 분석하였다.
- 본 연구에서 분석한 테니스 플랫 서브 동작의 실험은 정규 규격을 갖춘 테니스 코트에서 실시하였다, 통제점을 표시한 통제 틀은 피험자의 플랫 서브 동작을 완전히 포함할 수 있을 정도의 범위로 지면에 수직이 되도록 설치하였다.
- 본 연구에서는 테니스 플랫 서브 동작의 3차원 영상 분석을 위해 4개의 시점 (Event : E) 과 3개의 구간(Phase :로 설정하여 실험하였다. 구체적인 내용은 <그림 2> 와 같다.
- 본 연구의 통제점과 인체 관절 중심점의 좌표화에 대하여 살펴보면, 통제점 좌표화는 동조용 타이머 오른쪽 맨 하단에 있는 LED를 기준점으로 하여 통제점 막대(1m), 총 46개의 막대의 양끝과 중간지점을 정해진 순서에 따라 좌표화 하였다
- 좌표 처리 과정에서 실험참가자가 운동하는 방향을 y축, 지면에 대하여 수직방향을 Z축으로 하고, y축에서 Z축으로의 백터의 외적(cross product)을 x축으로 하였다 인체 관절 중심점의 좌표화, 동조 DLT(Dtect Linear TransfoimMon)방법에 의한 3차원 좌표계산과 자료의 스무딩은 Kown 3D ver. 3.1(2005) 프로그램을 사용하였다 인체 관절 중심점의 좌표화는 Plagenhoef(1983)의 자료를 이용하여 직접 관절점을 좌표화 하였다. 운동학적 변인의 평균(M)과 표준편차(SD)를 산출하기 위하여 Excel ver 4.
- 총 90개의 통제점을 좌표화 한 후, 오차를 줄이기 위해 동일과정을 5회 반복하여 컴퓨터에 저장하였다. 좌표 처리 과정에서 실험참가자가 운동하는 방향을 y축, 지면에 대하여 수직방향을 Z축으로 하고, y축에서 Z축으로의 백터의 외적(cross product)을 x축으로 하였다 인체 관절 중심점의 좌표화, 동조 DLT(Dtect Linear TransfoimMon)방법에 의한 3차원 좌표계산과 자료의 스무딩은 Kown 3D ver.
- 테니스 우수선수와 비우수선수의 테니스 플랫 서브 동작 시 구간별 소요시간, 라켓의 이동변위, 상지 관절의 속도 신체 무게 중심 속도 상지 관절의 각도, 상지관절의 각속도 등을 비교, 분석하여 요약 정리하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 촬영속도는 250 fran/sec로 하였다. 피험자들은 인체분절의 해부학적 경계점을 표시하기 위하여 각 관절에 반사테이프를 부착시키고, 상의는 탈의하고, 하의는 흰색 타이즈만 착용하였다, 각 피험자들은 실험에 들어가기 전 20 ~ 30 분간 충분한 준비운동을 실시한 후 실험에 응하게 하였다.
대상 데이터
- 본 연구를 수행함에 있어 연구 대상자의 우수선수는 전국대회 개인전 4강 이상의 성적을 거둔 선수로서 15 년 이상의 선수경력을 가진 실업팀 선수 5명으로 선정하였다, 비우수선수는 대학부에 재학 중인 선수로서 개인전 성적이 없는 10년 이상의 경력을 가진 대학부 선수 5명으로 하였다. 연구대상자들의 신체적 특성은 <표 1> 과 같다.
성능/효과
- 본 연구에서 분석한 플랫 서브동작에 대한 라켓의 수평 방향의 변위는 우수선수가 비우수선수보다 E2에서 0.22 m 적게 전방으로 이동하는 것으로 나타났지만 E3,에서는 두 집단 모두 유의한 수치를 보였다 전국 면의 이동변화를 살펴보면 우수선수는 전방으로 1.42 m 라켓이 이동하였다; 비우수선수는 1.47 m 이동하여 비우수선수가 0.05 m 더 크게 전방으로 이동된 결과를 나타내 전 국면에서 두 집단 간의 큰 차이는 나타나지 않은 것으로 보인다
- 본 연구에서 우수선수는 백스윙에서 임팩트까지 비 우수선수보다 상지관절의 협응적인 움직임으로 안정감 있는 서브동작이 이루어지는 것으로 판단된다. 이는 라켓 헤드의 속도 또한 증가시키는 동작을 취한 것으로보여진다.
- 본 연구에서 우수선수는 서브 동작 시 상지관절 즉, 어깨, 팔꿈치, 손목 관절의 원활한 협응동작에 의한 효과적인 스윙으로 인하여 손목관절의 속도가 크게 나타난 것으로 판단된다. 상지관절(어깨, 팔꿈치, 손목) 중에서는 임팩트 시 가장 큰 속도를 보였다.
- 것으로 판단된다. 상지관절(어깨, 팔꿈치, 손목) 중에서는 임팩트 시 가장 큰 속도를 보였다. 이러한 결과는 선행연구(유오희, 1999; Hagerihope, 1971; Bum, 1972)에 제시한 근위에서 원위 관절로 운동량의 변화가 이루어지고 이는 어깨에서 손목으로 운동량을 전달시킨 결과로서 손목 관절의 속도가 가장 크게 나타난 것으로 사료된다.
- 8°> 보였다. 손목 관절의 각도 변화를 살펴보면 E1과 E2에서 우수선수와 비 우수선수 간의 차이가 적은 것으로 나타났다. 임팩트가 이루어지는 E3에서는 우수선수가 11.
- 9°를 나타냈다. 시점별 오른쪽 어깨 관절의 각도변화를 살펴보면 E1에서 비우수선수가 21.3°가 더 신전된 각을 보였고, 볼이 토스되고 라켓 헤드가 가장 아래로 내려간 시점인 1구간에서 어깨 관절의 각도는 우수선수가 15.8로 어깨 관절의 각도변화가 비우수선수 보다 크게 나타났다. 임팩트 국면에서 우수 선수는 135.
- 팔꿈치 관절의 각도의 영향을 받는다고 제시하였다. 우수선수가 5.2가 더 신전된 결과를 보여 우수선수들은 관성모멘트를 크게 하여 선속도를 향상시키는 효율적인 동작을 취한 것으로 보인다. 본 연구에서 분석한 임팩트 시 팔꿈치 관절의 각도는 선행연구 (황인승, 이성철, 김주선, 1992; 진영완 등, 1994; 김성동, 2000)보다는 더 신전된 결과를 보였다.
- 이상의 결과와 논의를 종합해 볼 때, 플랫 서브 동작을 효율적으로 수행하기 위해서는 구간별 소요 시간을 줄이고, 임팩트 시 라켓의 높이와 상지관절의 속도 라켓헤드의 속도 상지 관절의 각속도를 향상시켜야 하며, 임팩트 시 적절한 손목의 각도를 유지해야 효과적이고 힘 있는 서브를 구사 할 수 있는 것으로 나타났다.
- 이는 라켓 헤드의 속도 또한 증가시키는 동작을 취한 것으로보여진다. 임팩트 후 라켓이 가장 아래로 내려간 시점인 4국면에서 우수선수가 0.7 m/*c가 빠른 것으로 나타나 마지막 순간까지 비우수선수보다 라켓 헤드의 속도를 빠르게 유지한 것으로 사료된다.
- 테니스 플랫 서브 동작에 따른 구간별 총 소요 시간을 보면 우수선수가 비우수선수보다 0.4 sec가 빠르게 나타났다. 효율적인 플랫 서브 동작을 수행하기 위해서는 상지관절의 원활한 스윙으로 인한 라켓헤드의 속도를 높여야 할 것으로 사료된다
- 테니스 플랫 서브 동작에 따른 라켓 헤드의 속도는 E1 에서 비우 수선수가 빠르게 나타났고, E2, E3,에서 우수선수가 빠른 것으로 나타났다.
- 테니스 플랫 서브 동작에 따른 상지의 손목, 팔꿈치, 어깨 관절의 속도는 전 시점에서 우수선수가 비 우수선수보다 빠른 것으로 나타났다.
- 테니스 플랫 서브 동작에 따른 임팩트 시 상지 관절의 각속도와 고 관절의 각속도는 우수선수가 크게 나타났다.
- 테니스 플랫 서브 동작에 따른 임팩트 시 손목 관절의 각도는 우수선수가 11.8 더 굴곡된 것으로 나타났다. 팔꿈치 관절의 각도는 우수선수가 5.
- 우수선수의 수직축에 대한 상체의 전.후경 각은 56.65의 각거리의 변화를 보였다 비우수선수는 41.58°의 각 거리의 변화를 가져와 우수선수 집단은 임팩트 전에 허리를 뒤로 젖혔다가 그 반작용을 이용한 효과적인 서브를 실시한 것으로 판단된다. 비우수선수는 허리의 굴곡과 신전으로 이어지는 각거리의 변화를 좀 더 개선해야 효과적인 서브를 구사 할 것으로 판단된다.
후속연구
- 58°의 각 거리의 변화를 가져와 우수선수 집단은 임팩트 전에 허리를 뒤로 젖혔다가 그 반작용을 이용한 효과적인 서브를 실시한 것으로 판단된다. 비우수선수는 허리의 굴곡과 신전으로 이어지는 각거리의 변화를 좀 더 개선해야 효과적인 서브를 구사 할 것으로 판단된다.
- 이상의 결과로 테니스 플랫 서브의 정확성과 볼의 속도를 향상시키기 위해서는 우선, 근위분절에서 원 위 분절로 전이 되는 동안 원활한 협응력에 의한 스윙 동작을 취해야 할 것이다. 또한 임팩트 순간에 손목의 구부림을 이용한 스윙을 통해 강한 속도를 내야 할 것이다.
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