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테니스 서브 속도에 따른 라켓 움직임의 운동학적 변인 비교
Comparison on the Kinematic Variables of Racket Movement According to Velocity in Tennis Serve 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.19 no.2, 2009년, pp.337 - 345  

이동진 (충남대학교) ,  오정환 (충남대학교) ,  정익수 (충남대학교) ,  박찬호 (충남대학교) ,  이건희 (충남대학교)

초록
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본 연구는 테니스 서브 속도에 따른 라켓의 움직임에 대한 운동학적 변인들의 차이를 비교 분석하는데 있다. 연구문제를 해결하기 위해 국내 실업 테니스선수 3명을 대상으로 3대의 고속카메라를 이용하여 3차원 영상분석을 실시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 임팩트 순간 라켓의 속도는 전후축 방향으로의 빠른 속도가 중요하며, 이를 위해 라켓의 전방이동이 필요함을 확인하였다. 또한 임팩트 순간까지 라켓의 상향스윙이 이루어지는 것을 확인하였다. 둘째, 임팩트 순간 라켓의 각속도는 좌우축에서의 빠른 각속도가 중요하며, 이를 위해 손목의 강한 굴곡운동이 필요함을 확인하였다. 또한 수직축에서의 각운동도 필요함을 확인하였다. 셋째, 서브 속도는 라켓 가속구간에서 라켓의 증축과 -X축이 이루는 각의 변화를 작게 하는 것이 중요하며, 이는 가속구간에서 라켓을 볼의 진행 방향과 일치하게 이동시켜야 함과 동시에 라켓 가속구간의 시작인 백스크래칭 순간에 라켓을 지면과 수직이 되도록 하여 가속거리를 최대로 하는 것이 서브 속도를 높이는데 중요함을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study were to find out the differences in kinematic variables of racket movement by performing the tennis serve. Three top male tennis players participated in this study. Three synchronized high-speed cameras were used to record the service action of top players for Three dimensi...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 3대였다. 3차원 공간좌표를 설정하기 위하여 가변형 통제점틀을 서브 동작을 포함하도록 하여 높이 3m, 길이 2m, 폭 lm의 직육면체로 조립한 후 지면에 수직으로 설치하였다. 촬영된 영상의 분석을 위한 동영상편집 및 디지타이징, 원자료 및 변인 산출은 영상분석프로그램 (KworGD ver.
  • 볼의 진행 방향을 Y축, 지면과 수직 방향을 Z축 그리고 Y축과 Z축의 벡터의 외적을 X축(베이스 라인과 평행)으로 설정하였다.
  • 이루어졌다. 서브 동작을 원활하게 수행하고자, 10분간 준비운동을 하고, 그 후 실험공간에서 추가 10 분 간 점점 증가하는 속도로 서브 연습을 실시하였다. 완전한 준비를 마친 후, 참가자는 듀스코트(Duce court)에서 서브를 수행하였으며, 이들은 매 회의 서브를 제1 서브(first serve)로 설정하여 가장 빠른 플랫 서브(flat serve)로 실시하였다.
  • 완전한 준비를 마친 후, 참가자는 듀스코트(Duce court)에서 서브를 수행하였으며, 이들은 매 회의 서브를 제1 서브(first serve)로 설정하여 가장 빠른 플랫 서브(flat serve)로 실시하였다. 서브의 1회 시도 사이에 약 20초간의 휴식을 가지고 성공한 서브가 총 8회가 될 때까지 실시하였는데, 이때 성공한 서브의 기준은 선수의 능력에 호응하는 최대 파워로 볼을 임팩트하여 서비스 박스 안의 목표 지점(target)에 낙하한 것으로 한정하였다. 목표지점은 서비스박스의 센터 부근에 설정하였다.
  • 선수는 인체 관절점의 정확한 디지타이징을 위해 반바지 타이즈만을 착용토록 하였으며, 인체 관절점에는 랜드마크 landmarks) 가 부착되었다. 또한 정확한 라켓의 움직임을 분석하고자 라켓에도 다섯 개의 랜드마크를 붙였다.
  • 서브 동작을 원활하게 수행하고자, 10분간 준비운동을 하고, 그 후 실험공간에서 추가 10 분 간 점점 증가하는 속도로 서브 연습을 실시하였다. 완전한 준비를 마친 후, 참가자는 듀스코트(Duce court)에서 서브를 수행하였으며, 이들은 매 회의 서브를 제1 서브(first serve)로 설정하여 가장 빠른 플랫 서브(flat serve)로 실시하였다. 서브의 1회 시도 사이에 약 20초간의 휴식을 가지고 성공한 서브가 총 8회가 될 때까지 실시하였는데, 이때 성공한 서브의 기준은 선수의 능력에 호응하는 최대 파워로 볼을 임팩트하여 서비스 박스 안의 목표 지점(target)에 낙하한 것으로 한정하였다.
  • 하지만 테니스 서브는 결국 라켓으로 볼을 치는 동작으로 마무리되며, 이러한 라켓의 움직임에 대한 분석을 통해 테니스 서브 속도를 높일 수 있는 신체의 효율적인 움직임을 제시하는 것이 바람직하다 할 수 있다. 이러한 문제 제기를 해결하기 위해 테니스 서브 속도에 따른 라켓의 운동학적 변인(라켓의 성분별 속도, 각속도, 각도)의 차이를 분석하였다.
  • 1구간은 라켓의 가속구간으로써 이벤트 1에서 2까지(racket acceleration phase: RP), 2구간은 착지 구간으로써 이벤트 2에서 3까지 (landing phase: LP) 로 설정한 후 분석되었다. 주요 자료 처리를 위한 기준 시간은 임팩트 순간으로 설정되었고, 실질적인 서브의 효율은 임팩트 이후에 수행된 동작에 의해서도 어느 정도 영향을 받지만 가령, 착지하는 발, 상완의 내즉회전, 라켓 경로, 밸런스 등에 의해서 본 연구에서는 임팩트 이후 구간의 분석은 일부분으로 제한되었다.
  • 5m 높이로 지면과 수직으로 설치되었다. 카메라의 개각도는 45°, 노출시간은 1/lOOOs, 촬영속도는 250frame/s로 하였으며, 동조용 LED가 카메라 상 안에 포함되도록 설치되었고, 서브 동작의 촬영은 실제 동작을 촬영하기 전에 통제점 틀을 약 10초간 촬영하고 제거한 후에 이루어졌다.
  • 통제점 틀의 좌표화는, 높이 3m, 길이 2m, 폭 lm의통제점 틀에 표시되어 있는 총 62개의 통제점이 정해진 순서에 따라 다섯 번씩 좌표화된 후, 파일로 저장되었다. 볼의 진행 방향을 Y축, 지면과 수직 방향을 Z축 그리고 Y축과 Z축의 벡터의 외적을 X축(베이스 라인과 평행)으로 설정하였다.

대상 데이터

  • 서브의 1회 시도 사이에 약 20초간의 휴식을 가지고 성공한 서브가 총 8회가 될 때까지 실시하였는데, 이때 성공한 서브의 기준은 선수의 능력에 호응하는 최대 파워로 볼을 임팩트하여 서비스 박스 안의 목표 지점(target)에 낙하한 것으로 한정하였다. 목표지점은 서비스박스의 센터 부근에 설정하였다.
  • 본 실험에 사용된 촬영도구는 고속카메라(Fastcam PCI) 3대였다. 3차원 공간좌표를 설정하기 위하여 가변형 통제점틀을 서브 동작을 포함하도록 하여 높이 3m, 길이 2m, 폭 lm의 직육면체로 조립한 후 지면에 수직으로 설치하였다.
  • 본 연구의 참가자는 국내 남자 실업팀 소속의 선수 3 명으로 모두 오른손잡이이며, 실험 전 본 연구의 목적과 방법에 대해 설명을 듣고 동의서에 서명하였다. 참가 대상자의 평균 신장은 180.
  • 실험 장소는 실내체육관에 테니스 코트를 설치하여 실험이 이루어졌다. 서브 동작을 원활하게 수행하고자, 10분간 준비운동을 하고, 그 후 실험공간에서 추가 10 분 간 점점 증가하는 속도로 서브 연습을 실시하였다.

데이터처리

  • 0 통계프로그램을 이용하였다. 이를 이용하여 평균 및 표준편차가 계산되었고, 집단 간의 차이를 분산분석(ANOVA)으로 분석하였다. 유의수준(p)은 .
  • 전술된 연구과정으로 얻게 된 테니스의 서브 속도에 따른 라켓의 운동학적 변인들에 대한 차이를 분석하기 위해 SPSS 14.0 통계프로그램을 이용하였다. 이를 이용하여 평균 및 표준편차가 계산되었고, 집단 간의 차이를 분산분석(ANOVA)으로 분석하였다.
  • 3차원 공간좌표를 설정하기 위하여 가변형 통제점틀을 서브 동작을 포함하도록 하여 높이 3m, 길이 2m, 폭 lm의 직육면체로 조립한 후 지면에 수직으로 설치하였다. 촬영된 영상의 분석을 위한 동영상편집 및 디지타이징, 원자료 및 변인 산출은 영상분석프로그램 (KworGD ver. 3.1) 이 시용되었다.

이론/모형

  • 후 총 27개의 포인트가 좌표화되었다. 이때 인체 분절 자료(Body Segment Parameters) 와 통제점의 좌표 화, 인체 관절 중심점과 라켓 및 볼의 좌표화, 동조, DLT 방법에 의한 3차원 좌표의 계산과 자료의 스무딩은 Kwon3D(ver. 3.1) 프로그램이 이용되었다. 또한 영상 좌표화 과정에서 나타나는 노이즈를 최소화하기 위해 저대역통과필터 (butterworth low-pass digital filter) 가 사용되었고, 차단주파수는 신체의 경우 8田로, 볼의 경우는 250H五로 설정되어 처리되었다.
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참고문헌 (16)

  1. 강상학(2004). 테니스 서브의 운동학적 분석. 한국스포츠리서치, 15(4), 2135-2146. 

  2. 신선우(1998). 테니스 플랫 서브의 동작 분석. 미간행 석사학위논문, 성균관대학교 교육대학원. 

  3. 윤희중, 정남주(1997). 플랫서브와 스핀서브의 운동학적 분석, 한국운동역학회지, 7(1), 1-18. 

  4. 정남주(1997). 테니스 플랫서브와 스핀서브의 운동학적 변인과 라켓속도에 대한 인체분절의 기여도. 미간행 석사학위논문. 한국체육대학교 대학원. 

  5. 진영완, 이성철, 유병인(1998). 테니스 스핀 서브동작시 관절운동의 분석. 한국체육학회지, 37(3), 393-403. 

  6. Bahamonde, R. E.(2000). Changes in angular momentum during th tennis serve. Journal of Sports Science, 18, 579-592. 

  7. Bartlett, R., Piller, J. & Miller, S.(1995). A three-dimensional analysis of the tennis serves of National (British) and county standard players. In Science and Racket Sports 1. Reilly and M. H. T. E. LEES(Eds.), London: E & FN Spon, 98-102. 

  8. Chow, J.W., Carlton, L.G., Lim, Y.T., Chae, W.S., Shim, J.H., Kuenster, A.F. & Kokubun, K.(2003). Comparing the pre- and post- impact ball and racquet kinematics of elite tennis players' first and second serves: a preliminary study. Journal of Sports Science, 21(7), 529-537. 

  9. Elliott, B.C., Fleisig, G.R., Nicholls, R., & Escamilia, R.(2003). Technique effects on upper limb loading in the tennis serve. Journal of Science Medicine Sport, 6, 76-87. 

  10. Elliott, B. C.(1986). A three-dimensional cinematographic analysis of the tennis serve. Journal of Sport Biomechanics, 2, 260-271. 

  11. Fleisig, G., Nicholls, R., Elliott, B. C., & Escamilla, R.(2003). Kinematics used by world class tennis players to produce high-velocity serves. Sports Biomechanics, 2, 51-64. 

  12. Kwon, Y. H.(2001). KWON3D Manual(ver. 3.01). VISOL Inc. 

  13. Marshall, R. N., & Elliott, B. C.(2000). Long-axis rotation: The missing link ill proximal-to-distal segmental sequencing. Journal of Sports Science, 18, 247-254. 

  14. O'Donoghue, P.G.(2001). The most important points in Grand Slam singles tennis. Research Quarterly for Exercise and Sport, 72(2), 125-131. 

  15. Smith, S.L.(1979). Comparison of selected kinematic and kinetic parameters associated with the flat and slice serves of male intercollegiate tennis players. Unpublished Doctoral dissertation, Indiana University. 

  16. Sprigings, E., Marshall, R., Elliott, B.C., & Jennings, L.(1994). A three-dimensional kinematic rrethod for determining the effectiveness of arm segment rotations in producing racquet-head velocity. Journal of Biomechanics, 27, 245-254. 

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