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문제 정의
- 또한 릴리즈 순간에 숙련자의 던지기 동작은 인체 중심속도, 전완 분절의 수평속도 및 각도가 비숙련자보다 크게 증가하는 현상을 보이는데 이러한 동작은 공 던지기 시 안정된 자세로 보다 많은 힘을 전이 시킬 수 있을 것으로 보인다. 본 연구는 교육현장에서 필요한 공 던지기 및 그에 따른 응용동작 지도와 같은 교과 수업에서의 던지기 동작의 효율적인 지도 방안을 모색하고자 하였다.
- 본 연구에서는 고등학교 야구 선수를 대상으로 던지기에 대한 숙련자 그룹과 비숙련자 그룹의 동작 특성을 파악하였다. 향후 연구에서는 본 연구에서 다루지 못한 훈련의 정도, 개인의 특성 등의 변인을 고려하여 깊이 있는 연구를 수행하고자 하며, 던지기는 다양한 스포츠 종목뿐만 아니라 일상생활에서도 빈번히 발생되는 동작이다.
- 변인의 비교.분석을 실시하고, 그 원인을 규명하여 각종 운동경기 상황 및 교과 수업 시 던지기 동작의 효율적인 지도 방안을 모색하는데 있다.
제안 방법
- 3차원 좌표 계산을 위해 인체 전·후 방향을 X축 투구방향을 Y축 지면에 대한 수직방향을 Z축으로 하여 던지기 동작 전 과정에 걸쳐 마커관찰이 가장 용이하도록 2곳에 비디오카메라를 설치하였다. 2대의 비디오카메라는<그림 1>과 같이 통제점 틀을 포함한 전체 운동범위를 촬영할 수 있도록 설치하였으며, 실험 공간을 비디오카메라로 5프레임 이상 촬영한 후통제점 틀을 제거 하였다 실험에 들어가기 전에 연구자는 연구 대상자들에게 실험의 목적과 방법을 정확하고 세심하게 교육하여 성실히 실험에 임할 수 있도록 하였다'
- 1 프로그램을 이용한다. 4개의 기준척에 총 36개의 통제점을 5프레 임 간 반복하여 좌표화 하고 신체 관절 중심점은 21개의 좌표로 설정하였다.
- 따라서 본 연구는 지면반력기와 영상분석 장비를 이용하여 남자 고등학생 숙련자와 비숙련자의 야구공 멀리 던지기 동작에 대하여 3차원 영상분석을 통해 운동 역학적 변인의 비교.분석을 실시하고, 그 원인을 규명하여 각종 운동경기 상황 및 교과 수업 시 던지기 동작의 효율적인 지도 방안을 모색하는데 있다.
- 일반학생 각각 4명을 선정하였다. 또한 실험을 실시하기 전에 피험자들에게 실험의 목적과 내용에 관해 설명하고 유의사항을 인지시킨 후 동의서를 작성하도록 하였다. 피험자의 일반적 특징은<표 1>과 같다
- 멀리 던지기 동작 시 지면반력 즉정을 위해 두 대의지면반력기 중 한 대의 지면반력기에 양발을 자연스럽게 올려놓고 스탠스를 어깨 너비만큼 벌린 편안하게 선 자세에서 연구자의 '시작이라는 구령에 맞추어 멀리 던지기 동작을 실시하였다.
- 모든 피험자는 투구를 위한 준비 시간을 충분히 가진 다음 실험 상황에 친숙해지도록 연습을 실시하였다. 연습 후 회복을 위해 중분한 휴식시간을 제공하고 피험자들에게 편안한 마음으로 던지기를 할 수 있도록 하였다.
- 본 연구는 남자고등학생을 대상으로 야구 경력이 5 년 이상인 숙련자와 경력이 없는 비숙련자 각각 4명을 대상으로 공 던지기 동작에 대하여 3차원 영상분석과 지면 반력측정을 통하여 운동역학적 변인을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 본 연구에서 알아보고자 하는 멀리 던지기 동작 분석을 위해 먼저 공간 좌표의 설정을 통하여 통제점 틀을 피험자의 멀리 던지기 동작을 완전히 포함하는 범위에 설치하였다. 3차원 좌표 계산을 위해 인체 전·후 방향을 X축 투구방향을 Y축 지면에 대한 수직방향을 Z축으로 하여 던지기 동작 전 과정에 걸쳐 마커관찰이 가장 용이하도록 2곳에 비디오카메라를 설치하였다.
- 실시하였다. 연습 후 회복을 위해 중분한 휴식시간을 제공하고 피험자들에게 편안한 마음으로 던지기를 할 수 있도록 하였다. 자료 분석에서 보다 정확한 디지타이징을 위해 운동경기 시 착용하는 타이즈를 착용하도록 하였으며 각 피험자에 대한 3차원 관절점 좌표를 정확하기 획득하기 위하여 각 관절의 중심점에 반사마커 (reflect marker) 를부착하였다.
- 연습 후 회복을 위해 중분한 휴식시간을 제공하고 피험자들에게 편안한 마음으로 던지기를 할 수 있도록 하였다. 자료 분석에서 보다 정확한 디지타이징을 위해 운동경기 시 착용하는 타이즈를 착용하도록 하였으며 각 피험자에 대한 3차원 관절점 좌표를 정확하기 획득하기 위하여 각 관절의 중심점에 반사마커 (reflect marker) 를부착하였다.
- 정확한 자료 획득을 위해 피험자들은 던지기 동작을 5회에 걸쳐 수행하였으며, 수집된 데이터 중에서 보다 정확하고 우수하게 수행되었다고 판단되는 것을 채택하여 분석을 시행하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 참여한 연구대상자는 충남 B고등학교에 재학 중인 야구경력 5년 이상의 야구선수와 야구 경력이 없는 일반학생 각각 4명을 선정하였다. 또한 실험을 실시하기 전에 피험자들에게 실험의 목적과 내용에 관해 설명하고 유의사항을 인지시킨 후 동의서를 작성하도록 하였다.
- 운동역학적 변인을 조사하기 위하여 3차원 동작 분석을 위한 영싱장비로 Sony사의 GR-DVL9800 디지털 비디오카메라 2대, AMTI사의 지면반력 측정기 2대를 사용하였으며, 실험장비가 갖추어진 운동장에서 실험을 실시하였다. 실험장비 및 실험장 배치는 <그림 1>과 같으며, 실험장비의 특성은<표 2>와 같다.
데이터처리
- 1 프로그램을 사용하였다. 변인에 대한 숙련자와 비숙련자의 결과 분석을 위한 통계처리는 통계프로그램 SPSS version 12.0을 사용하여 paired T-test를 실시하였으며, 모든 즉 정 값의 유의 수준은 a= .05로 하였다.
- 영상 분석을 위해 통제점 및 신체관절 중심점의 좌표 화와 동조 등의 절차를 거쳐 Abdel-aziz와 Karara (1971)의 DLT 방법 (Direct Linear Transformationmethod)을 통해 3차원 좌표값을 계산하였으며, 자료에 대한 평활화(smoothing)는 Kwon 3D 3.1 프로그램을 사용하였다. 변인에 대한 숙련자와 비숙련자의 결과 분석을 위한 통계처리는 통계프로그램 SPSS version 12.
이론/모형
- 기준척의 통제점과 신체관절 중심점의 좌표화는 Kwon 3D 3.1 프로그램을 이용한다. 4개의 기준척에 총 36개의 통제점을 5프레 임 간 반복하여 좌표화 하고 신체 관절 중심점은 21개의 좌표로 설정하였다.
- 3차원 좌표값을 계산할 때 여러 가지 원인에 의해 노이즈(Noise)가 발생하게 되며 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 평활화(Smoothing) 과정이 필요하다. 본 연구에서는 저역 통과 필터방법(Low Pass filter, Walton, 1981)을 이용하여 6Hz로 평활화 (Smoothing)를 실시한 후 3차원 좌표값을 계산하였다.
- 본 연구의 3차원 좌표값 계산을 위해 AMel-aziz와Karara(1971) 의 DLT 방법 (Direct Linear Transformationmethod)을 사용하였다. 3차원 좌표값을 계산할 때 여러 가지 원인에 의해 노이즈(Noise)가 발생하게 되며 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 평활화(Smoothing) 과정이 필요하다.
성능/효과
- 1. 던지기 동작의 총 소요 시간은 숙련자가 비숙련자에 비해 짧게 나타났으며, 특히 오른발이 지면에서 떨어지는 순간이후부터 릴리즈순간까지의 구간에서 숙련자의 소요시간이 비숙련자 보다 짧게 나타났다.
- 2. 인체중심의 수평속도는 왼발이 지면에 닿는 순간에는 숙련자가 비숙련자보다 빠르게 나타났지만, 오른발이 지면에서 떨어지는 순간과 릴리즈 순간에서는 비숙련자가 숙련자보다 크게 나타났다. 상지 분절의 수평속도에서 전완 분절의 수평 속도는 전 구간에서 숙련자가 비숙련자보다 크게 나타났으나, 손 분절의 수평속도는 왼발을 지면에 딛는 순간에는 비숙련자가, 오른발이 지면에서 떨어지는 순간과 릴리즈순간에는 숙련자가 비숙련자보다 크게 나타났다.
- 3. 어깨각도는 전 구간에서 숙련자가 비숙련자 보다 크게 나타났으며, 팔꿈치 각은 오른발이 지면에서 떨어지는 순간이후부터 숙련자의 각도가 크게 증가하여 릴리즈 순간에서는 비숙련자보다 각도가 크게 나타났다.
- 4. 전후경각도에서 숙련자는 전 구간에서 (-) 값을 나타냈으나, 비숙련자는 왼발이 지면에 닿는 순간과 오른발이 지면에서 떨어지는 순간에는 (-)값을, 릴리즈 순간에는 (+)값을 나타내 릴리즈 순간에서 몸의 중심이 전방으로 쏠리는 전경자세를 보였다. 이는 비숙련자가 공의 릴리즈 시에 몸의 중심을 후방 쪽에 유지하지 못하였기 때문으로 판단된다.
- 이는 비숙련자가 공의 릴리즈 시에 몸의 중심을 후방 쪽에 유지하지 못하였기 때문으로 판단된다. 5. 최대수직지면반력은 전 구간에서 숙련자가 크게 나타났으며, 최대 전후지 면반력은 오른발이 지면에서 떨어지는 순간과 릴리즈순간에서 숙련자가 비숙련자보다 크게 나타났다.
- 공 던지기 소요시간 결과를 살펴보면 숙련자가 제1 구간에서 0.13+0.02sec7 제2구간에서 0.08±0.00sec, 총 공던지기 소요 시간은 0.21±0.01sec 이었으며, 비숙련자가제1구간에서 0.20±0.02sec, 제2구간에서 0.08±0.01sec, 총공 던지기 소요 시간은 0.28±0.02sec가 소요되는 것으로 나타냈으며, 제1구간에서 숙련 그룹이 비숙련 그룹보다 통계적으로 유의하게 낮게 나타났다(p<.05). 이는 숙련자가 비숙련자에 비해 투구 동작을 빠른 시간 내에 끝내는 것을 의미한다.
- 왼발을 디딘 후의 초반부 전후지 면 반력 값은 (+)값으로 왼쪽 다리가 회외 운동을 했기 때문으로 판단된다. 또한, E2, E3에서 비숙련자 F보다 숙련자 B의 전후지면반력 값이 크게 나타났는데, 이는 숙련자 B가 비숙련자 F보다 왼발의 브레 이킹(breaking)작용을 크게 하여 신체의 후경자세를 유지하고, 감속된 모멘텀을 다시 얻기 위한 추진력을 얻을 수 있도록 수행된 운동의 결과로 판단된다.
- 본 연구결과를 살펴보면 숙련자들은 릴리즈 시 순간적으로 손목을 꺾어 손목의 힘을 잘 활용하는 반면에 비숙련자들은 손목을 순간적으로 꺾지 못하여 손목의 힘을 제대로 발휘하지 못하는 것으로 판단된다.
- 인체중심의 수평속도는 왼발이 지면에 닿는 순간에는 숙련자가 비숙련자보다 빠르게 나타났지만, 오른발이 지면에서 떨어지는 순간과 릴리즈 순간에서는 비숙련자가 숙련자보다 크게 나타났다. 상지 분절의 수평속도에서 전완 분절의 수평 속도는 전 구간에서 숙련자가 비숙련자보다 크게 나타났으나, 손 분절의 수평속도는 왼발을 지면에 딛는 순간에는 비숙련자가, 오른발이 지면에서 떨어지는 순간과 릴리즈순간에는 숙련자가 비숙련자보다 크게 나타났다.
- 와의 상지분절 수평속도 결과 그래프에서 숙련자 A와 비숙련자 E 모두, E2 이후에 상완, 전와 손 분절의 수평속도가 차례로 최대값을 나타내어 팔 분절의 연계적인 동작에 의한 던지기 동작이 이루어 졌다고 판단할 수 있다.
- 이러한 결과를 미루어 볼 때 에 나타난 숙련자 A는 왼발이 지면에 닿는 시점(E1)에서 높은 수평 속도를 유지하다가 오른발이 떨어지는 시점(E2)에서는 수평 속도가 감소하는 경향을 보였으며, 릴리즈 시점(E3) 에서는 다시 수평속도가 증가하는 형태를 보였다.
- 이와 같은 결과에서 숙련자는 비숙련자보다 안정된 자세로 신체의 중심을 후방에 위치시키는 후경 자세를 유지하고 신체의 중심이동을 부드럽게 전환하는 효과적인 던지기 동작이 이루어짐을 알 수 있었다. 또한 릴리즈 순간에 숙련자의 던지기 동작은 인체 중심속도, 전완 분절의 수평속도 및 각도가 비숙련자보다 크게 증가하는 현상을 보이는데 이러한 동작은 공 던지기 시 안정된 자세로 보다 많은 힘을 전이 시킬 수 있을 것으로 보인다.
- 05). 즉, 손 분절의 수평 속도는 E1 에서는 숙련자가 더 작게 나타났으며, E2와 E3에서는 숙련자가 비숙련자 보다 더 크게 나타났음을 알 수 있다. E1에서 숙련자의 손 분절 수평속도가 비숙련자보다 낮게 나타난 이유는 숙련자의 경우 E2, E3에서 손 분절의 수평속도를 더욱 크게 하기 위해 왼발을 지면에 디딘 순간; 손 분절을 전방으로 크게 이동시키지 않았기 때문으로 판단된다.
- 29m/sec로 나타났으나 숙련 그룹과 비숙련 그룹 간에 유의한 차이는 없었다(p<05). 즉, 전완 분절의 수평 속도는 숙련자가 El, E2, E3에서 비숙련자보다 크게 나타났다.
- 보였다. 지면반력 분석 결과 숙련자의 경우 최대수직지면반력은 851.60±64.75N, 최대전후지면반력은 -289.98±31.06N, 비숙련자의 경우 최대수직지면반력은 764.76±108.44N, 최대 전후 지면 반력은 -209.14±140.77N으로 나타났으며, 숙련 그룹과 비숙련 그룹 간에 유의한 차이는 없었다 (p<-05), 최대수직지면반력 및 최대전후지면반력 모두 숙련자가 비숙련자 보다 큰 값을 보였으며, 숙련자와 비숙련자 모두 릴리즈 시점(E3) 직전에서 최대값을 나타냈다.
후속연구
- 향후 연구에서는 본 연구에서 다루지 못한 훈련의 정도, 개인의 특성 등의 변인을 고려하여 깊이 있는 연구를 수행하고자 하며, 던지기는 다양한 스포츠 종목뿐만 아니라 일상생활에서도 빈번히 발생되는 동작이다. 향후 여러 형태의 던지기가 동작에 대한 운동학적 및 운동역학적 연구가 수행되어져야 할 것으로 생각된다.
- 향후 연구에서는 본 연구에서 다루지 못한 훈련의 정도, 개인의 특성 등의 변인을 고려하여 깊이 있는 연구를 수행하고자 하며, 던지기는 다양한 스포츠 종목뿐만 아니라 일상생활에서도 빈번히 발생되는 동작이다. 향후 여러 형태의 던지기가 동작에 대한 운동학적 및 운동역학적 연구가 수행되어져야 할 것으로 생각된다.
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