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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 3차원 영상분석을 이용하여 스쿼시와 라켓볼 백핸드 스트로크의 운동학적 변인을 구간별로 나누어 비교 분석하고 두 종목의 스윙 메커니즘의 차이점 등의 기초자료를 제공함으로써 라켓볼과 스쿼시 백핸드 스트로크를 효율적으로 배울 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 관절의 반사 마커는 라켓헤드, 수관절, 주관절, 견관절, 고관절, 슬관절, 거관절, 중족-지골간 관절에 부착하였다. 4대의 Basler 1394 High Speed Camera를 피검자의 좌측 3 m 떨어진 지점에 배치하였고 8개의 포인트를 일정한 간격으로 배치한 직육면체 형태의 통제틀을 사용하였으며 카메라 4대의 동조화 방법으로 4개의 전구를 수동으로 점등시키는 타이머를 사용하였다.
- 본 연구의 실험 시 관절에 붙인 반사마커의 정확한 관찰을 위해서 창문은 커튼으로 가리고 벽면은 검은색 천으로 가려서 카메라 옆의 할로겐 조명만 마커에 반사되도록 하였다. 관절의 반사 마커는 라켓헤드, 수관절, 주관절, 견관절, 고관절, 슬관절, 거관절, 중족-지골간 관절에 부착하였다.
- 분석 구간은 2구간(phase)으로 나누었다.
- 분석 국면(event)은 3개로 나누었다.
- 분석변인으로는 라켓과 몸통의 X, Y Z축 변위와 손목, 팔꿈치, 어깨관절의 각속도, 라켓의 속도 등을 운동학적으로 분석하였다.
- 스쿼시와 라켓볼 백핸드 스트로크 동작을 3회 이상 반복 촬영하여 피험자와 실험자가 모두 가장 만족하는 자료를 선정하여 저장하였다. 촬영 속도는 100 fps로 하였으며 임팩트 순간이 촬영될 때까지 반복 촬영하였다.
- 스쿼시와 라켓볼 백핸드 스트로크의 운동학적 변인들을 3차원 영상분석법으로 비교분석한 결과를 토대로 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 피검자는 짧은 팬츠만을 입은 채 촬영하였으며 실험 전 30분 이상 피험자들의 스쿼시와 라켓볼 백핸드 스트로크 동작과 보조자가 볼을 2 m의 높이에서 낙하시키는 동작이 일정하도록 연습을 수행하였다. 피험자는 지정된 위치에서 자신에게 맞는 스탠스와 라켓을 정면을 향하게 하는 준비 자세를 취하게 한 다음 ‘시작’이란 구호와 함께 보조자가 볼을 일정한 높이에서 일정한 구역에 떨어뜨리면 피험자는 튀어 올라오는 볼을 최대의 속도로 임팩트하여 전방으로 보내도록 하였다(Figure 1).
- 피험자는 지정된 위치에서 자신에게 맞는 스탠스와 라켓을 정면을 향하게 하는 준비 자세를 취하게 한 다음 ‘시작’이란 구호와 함께 보조자가 볼을 일정한 높이에서 일정한 구역에 떨어뜨리면 피험자는 튀어 올라오는 볼을 최대의 속도로 임팩트하여 전방으로 보내도록 하였다(Figure 1).
대상 데이터
- 본 연구의 피검자는 경력이 5년 이상인 스쿼시와 라켓볼 남자 선수 각각 3명씩을 대상으로 실시하였다. S(squash)는 스쿼시 선수 R(racquetball)은 라켓볼 선수를 나타내고 이들의 신체적 특성은 [Table 1]과 같다.
- 스쿼시 라켓의 길이는 68.6 cm를 넘지 못하고 대개 120 g∼180 g인 라켓을 사용한다.
이론/모형
- 4대의 Camera로 촬영된 자료는 Ariel사의 APAS 3차원 동작분석 프로그램을 이용하여 동조화 과정을 거친 후 좌표화 하였으며, 좌표화 과정에서 생기는 노이즈 제거를 위해 차단 주파수 6 Hz의 Butterworth Low-Pass Filter를 이용하였다. Filtering된 2차원 자료는 DLT(Direct Linear Transformation) 방식을 사용하여 3차원으로 변환시켰다(Abdel-Aziz & Kararah, 1971).
- Filtering된 2차원 자료는 DLT(Direct Linear Transformation) 방식을 사용하여 3차원으로 변환시켰다(Abdel-Aziz & Kararah, 1971).
성능/효과
- [Figure 23, 24]에는 라켓의 속도가 나타나 있다. DS 구간에서 스쿼시 라켓의 속도는 완만하게 증가하다가 IM 시 정점에 다다른 후 FT 구간에서 급격히 감소하는 양상을, 라켓볼의 경우도 DS 구간에서 급격히 증가하다가 IM 시 정점에 이르고 DS구간에서 스쿼시보다 완만하게 감소하는 서로 다른 양상을 보이고 있고 정점에서의 속도도 스쿼시는 20.2 m/s, 라켓볼은 17.6 m/s로 스쿼시가 더 크게 나타났다.
- 44 m 이동 하였다. FT 구간에서 스쿼시 보다 라켓볼이 우측 방향으로 조금 더 많이 이동하는 것을 보여 라켓볼이 팔로우 스루가 좌우방향으로도 더 크다는 것을 나타내고 있다. [Figure 3, 4, 7, 8]을 종합해보면 다운스윙부터 임팩트 이후 팔로우 스루까지 스쿼시보다 라켓볼이 X, Z축의 변위, 즉 전후, 좌우 방향으로의 변위가 더 크게 나타났고 [Figure 5, 6]은 전반적인 Y축(상하)의 변위는 스쿼시가 라켓볼보다 크게 나타났다.
- FT 구간에서 스쿼시 보다 라켓볼이 우측 방향으로 조금 더 많이 이동하는 것을 보여 라켓볼이 팔로우 스루가 좌우방향으로도 더 크다는 것을 나타내고 있다. [Figure 3, 4, 7, 8]을 종합해보면 다운스윙부터 임팩트 이후 팔로우 스루까지 스쿼시보다 라켓볼이 X, Z축의 변위, 즉 전후, 좌우 방향으로의 변위가 더 크게 나타났고 [Figure 5, 6]은 전반적인 Y축(상하)의 변위는 스쿼시가 라켓볼보다 크게 나타났다. 라켓의 전후, 상하, 좌우 변위를 종합하면 스쿼시의 경우 라켓의 상하 움직임이 라켓볼의 경우는 라켓의 전후 및 좌우 움직임이 크게 나타났다.
- 넷째, 스쿼시의 경우 몸통 전체가 전방으로 이동하지만 라켓볼의 경우는 고관절보다 견관절이 더 많이 이동하는 양상을 보였다.
- 다섯째, 수관절, 주관절 및 견관절의 각속도는 두 동작에서 서로 상이하게 나타났는데, 스쿼시 시는 볼을 임팩트 하기 전, 라켓볼 시는 임팩트 하는 시점에 각속도가 가장 크게 나타났다.
- 두 동작의 전반적인 움직임을 살펴보면 라켓볼의 움직임이 스쿼시의 동작보다 전후좌우 방향으로 큰 것으로 나타났는데 라켓볼의 경우 주로 라켓과 상체의 움직임이 크게 나타난 반면 스쿼시의 경우는 하체의 움직임이 라켓볼보다 크게 나타났다. 이러한 차이는 스쿼시와 라켓볼의 라켓 길이의 차이나 볼의 탄성 등의 차이에서 비롯된 스윙방법이 다르기 때문이라 사료된다(Figure 2).
- 둘째, 스쿼시의 경우 라켓은 수직으로 급격히 이동한 후 전방으로 이동하여 볼을 임팩트하고 전상방에서 Finish가 이루어지는 ‘U’자형 패턴을 보였다.
- 라켓볼은 DS 구간에서 IM 전 급격히 증가(R1: 1657.3 deg/s, R2: 995.2 deg/s, R3: 1158.7 deg/s)하였고, IM 후 R1는 –728.1 deg/s, R2는 332.2 deg/s, R3는 181.4 deg/s의 감소를 보였다.
- [Figure 3, 4, 7, 8]을 종합해보면 다운스윙부터 임팩트 이후 팔로우 스루까지 스쿼시보다 라켓볼이 X, Z축의 변위, 즉 전후, 좌우 방향으로의 변위가 더 크게 나타났고 [Figure 5, 6]은 전반적인 Y축(상하)의 변위는 스쿼시가 라켓볼보다 크게 나타났다. 라켓의 전후, 상하, 좌우 변위를 종합하면 스쿼시의 경우 라켓의 상하 움직임이 라켓볼의 경우는 라켓의 전후 및 좌우 움직임이 크게 나타났다.
- 셋째, 라켓볼의 경우 라켓은 후방을 거쳐 하방으로 회전시켜 볼을 임팩트 한 후 팔로우 스루 시 전하방에서 회전을 한 후 후상방에서 끝나는 ‘O'자형 변위를 보였다.
- 수관절의 각속도에서는 스쿼시가 라켓볼보다 IM 시 손목의 스냅을 더 많이 이용하는 것을 보여주고 있고 주관절의 각속도에서는 스쿼시의 경우 TS 국면이 라켓볼의 경우 IM 국면이 더 중요한 시점이라고 판단되어지며 견관절의 각속도에서는 스쿼시의 경우 굴곡운동이 신전운동으로 라켓볼의 경우 신전운동이 굴곡운동으로 전환되는 정 반대되는 양상을 보이고 있다. 이는 스쿼시의 경우 IM 시 볼을 위에서 아래로 라켓을 끌어당기면서 잡아채듯이 스윙하는 모습을 보여주고 있고 라켓볼의 경우 IM시 볼을 견관절을 회전시키면서 스윙하는 모습을 보여주고 있다.
- 스쿼시 백핸드와 라켓볼 백핸드 스트로크의 DS 구간부터 IM 시까지의 속도는 비슷하게 나타났지만 FT 구간에서의 속도는 라켓볼의 스윙이 조금 더 완만하게 감소하는 모습을 보여주고 있는데 이는 스쿼시의 경우 FT 구간에서 스윙을 간결하게 끝내고 라켓볼의 경우 FT 구간에서 스윙이 조금 더 크기 때문에 속도가 완만하게 감소하는 것으로 나타났다. 스윙의 정점에서의 속도도 스쿼시(20.
- 여섯째, 임팩트 시 라켓의 속도는 스쿼시의 경우가 조금 더 크게 나타났다.
- 일곱째, 전반적으로 스쿼시 보다 라켓볼 백핸드 스트로크의 동작은 상하로는 적게 전후로는 크게 나타났다.
- 전반적으로 스쿼시와 라켓볼 백핸드 스트로크의 몸통 동작은 상하 전후좌우 모두 유사하게 나타났지만 S3는 DS 구간에서 S1, S2보다 다운 동작이 심하고 FT 구간에서는 업 동작이 더 많이 일어났다.
- 즉 스쿼시 백핸드 스트로크는 다운스윙 시 라켓을 수직으로 떨어뜨린 후 전방으로 이동하여 볼을 임팩트 한후 전상방에서 멈추는 ‘U’자형 패턴을 보이지만 라켓볼 백핸드 스트로크 시는 다운스윙에서 수직으로 내려오지 않고 후상방에서 후후방을 거쳐 전하방으로 움직인 회전 동작과 임팩트 후 팔로우 스루 시 전하방과 전상방을 거쳐 후상방까지 라켓을 회전시키는 ‘O'자형 패턴을 보였다.
- 첫째, 스쿼시의 경우 라켓의 상하 움직임이 크게 나타났으며 라켓볼의 경우는 라켓의 전후 및 좌우 움직임이 크게 나타났다.
- 최종 결론으로 스쿼시 백핸드는 짧은 시간에 위에서 아래로 라켓을 움직여 임팩트 직전에 최고의 속도를 내고 짧은 팔로스로우로 마무리하고 라켓볼은 후방에서 전방으로 어깨 턴을 크게 하여 임팩트 시 최고의 속도를 내며 긴 팔로스로우로 마무리 하도록 지도하여야 한다고 보여 진다.
후속연구
- 또한, 스쿼시 백핸드 스트로크의 형태는 O자형, 라켓볼의 백핸드 스트로크의 형태는 U자형을 보여주고 있는데 이는 볼의 탄성이 라켓볼보다 약한 스쿼시에서는 보다 간결하고 빠른 스윙동작이 필요하다고 사료된다. 그러나 보다 정확한 연구를 위해서는 보다 많은 피험자와 지면반력이나 근전도(EMG)를 사용하여 백핸드 스트로크 시 근육활동의 정략적 자료를 제시할 필요가 있다고 생각되어진다.
- 본 연구의 결과를 통하여 스쿼시와 라켓볼 백핸드 스트로크의 차이에 대한 이해를 증진시킬 수 있을 것으로 판단되며, 스쿼시와 라켓볼 지도자 및 선수들에게 백핸드 스트로크에 대한 기초 자료를 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 스쿼시 백핸드 스트로크의 형태는 O자형, 라켓볼의 백핸드 스트로크의 형태는 U자형을 보여주고 있는데 이는 볼의 탄성이 라켓볼보다 약한 스쿼시에서는 보다 간결하고 빠른 스윙동작이 필요하다고 사료된다.
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