李洪斌

摘要：籃球是很多青少年熱愛的體育運動，在國內外也有很多著名的籃球賽事。在籃球運動中運動員的投球水平直接影響著籃球隊的整體水平以及比賽的成績。在運動員投球時候需要選擇最佳的角度進行投球，提高投籃的命中率。本文針對籃球運動中的最佳投籃角度進行研究，本文通過實驗的方法完成對投球視角的校對，并對其進行深入分析。

關鍵詞：籃球運動；投籃角度；視覺校對；分析

隨著我國體育事業(yè)的不斷發(fā)展，籃球事業(yè)也得到了長足的進步，關于籃球的很多規(guī)則等都進行了重新修訂。對于籃球比賽來說，要想取勝就要保證投球的命中率，運動員的投籃水平會對比賽結果產生決定性影響。因此，對于籃球訓練來說，投球練習是非常重要的訓練內容之一。很多因素都會影響到運動員投球的命中率，在各類因素中起到最主要作用的是運動員目光的聚焦點。對于不同的運動員來說，在投球時候眼睛都會在不同的位置聚焦，這一位置并不是固定不變的，對于同一個運動員來說，在不同比賽中也會存在較大差異。運動員眼睛的注視位置需要通過自己的反復練習來實現感性認識，得到較為固定的位置。對于廣大教練員來說，他們對運動員的訓練目的就在于提高運動員的得分，這就要對運動員的注視位置進行深入探索，來保證較高的投籃命中率。本文所開展的研究是利用眼動儀來確定運動員投球時候視線的關注位置，之后借助建立起的數學模型進行詳細的幾何計算，以此來得出運動員投球時候的最佳視角，保證運動員投球的位置能夠處于命中范圍內。

一、研究對象與研究方法

（一）研究對象

本文的研究在沈陽體育學院開展，選擇的研究對象為該校的16名學生，男籃隊與女籃隊各8名，選擇對象年齡介于18歲與21歲之間，其視力水平均處于正常范圍內。此外，在選擇的16名學生中，有6名國家一級運動員，6名國家二級運動員。

（二）試驗設備

本研究所選用的實驗設備為iView X HED型頭盔式眼動追蹤系統(tǒng)，其生產廠商為德國的SMI公司。所使用的儀器從本質上來說就是微型攝像機，將其安裝在重量非常輕的頭盔上，它能夠實現對眼球運動的捕捉，并發(fā)現佩戴者的視野變化情況。參加測試的人員將頭盔佩戴在頭上，在頭盔上安裝著紅外攝像頭還有半反透鏡。參與測試的人員佩戴好設備之后透過半反半透鏡將目光集中在事物上，其中的部分光線會反射到攝像頭，這就能使其得到記錄保存，這就能夠對被測試者的眼珠與瞳孔位置得到準確定位。在另外一個攝像頭中能夠對外界的真實情況進行記錄。

（三）實驗過程描述

本實驗的實驗過程屬于單人測試，實驗過程如下所述：

第一步，讓選定的被測試者將頭盔正確佩戴，讓心態(tài)處于平穩(wěn)放松的狀態(tài)，目光注視籃板上提前進行標記的部分。實驗管理人員需要對頭盔進行合理調整，包括攝像頭與紅外瞳孔鏡頭，保證終端上的顯示能夠讓測試人員的瞳孔以及錄制畫面都處于屏幕的中心位置。在整個調節(jié)過程中，參加實驗的人員要保持頭部不發(fā)生偏移，位置不發(fā)生變動。

第二步，通過“三點”校準法的使用，能夠讓實驗工作人員對被測試者的視線范圍進行準確校準，為之后實驗的順利開展做好準備工作。

第三步，被測試者需要按照實驗工作人員的口令完成相應的動作，在投球訓練時候，工作人員會發(fā)出“1… 2… 3…投”的口令，參與測試人員每人投球5次。

第四步，在每個人都完成5次投球之后，需要由實驗工作人員對被測試者進行一定的調查，核對被測試者在投籃時候目光的注視位置，并對調查結果進行詳細記錄。

二、實驗結果

借助眼動儀設備的追蹤功能，對16名選定的被測試對象的投籃注視點進行嚴密測試。實驗結果表明，在共計16名測試者中，12個人在頭球時候會將目光集中在籃筐前沿的部位，另外的4個人會將目光集中在籃筐的正上方。通過測試之后的一對一調查，發(fā)現16名被測試者所表述的自己目光集中點與眼動儀測試得到的結果完全一致。通過測試結果表明，籃球運動員在投球時候目光集中在兩個位置，分別為籃筐正上方與籃筐前沿位置。

三、罰籃注視點高度的幾何分析

通過上述的實驗環(huán)節(jié)，能夠得到有效的結論。在籃球運動中運動員投球之前，運動員的目光大多集中在籃筐前沿以及籃筐的正上方。但是在實際的籃球比賽中，投球之前運動員都會將視線集中在籃筐的正中心，這是運動員的心理因素決定的，每名運動員都想讓投籃動作處于最恰當的角度，保證投球的命中率。在投球時候，即使將注意力放在籃筐前沿，但是最終的目標仍然是籃筐的中心。用幾何關系表示就是需要讓籃球運動員的視線能夠與籃筐的中心線相交，如下圖1所示，利用物理關系與幾何算法就能夠計算出較為準確的交點位置。

（一）注視點水平垂直高度的最小值

首先要設置合理的變量，設L1為地面與籃筐之間的距離，L2為測試對象眼睛與地面之間的距離，R為所使用籃球的半徑，r為球場內籃筐的半徑，S1為籃筐后端與投球位置之間的距離，A為籃球投中時候籃球的中心與籃筐最前端之間的距離。

其次是投籃時候的幾何分析，籃球運動員在投籃時候，在籃球離開運動員的手后，它自己按照一定的拋物線軌跡繼續(xù)進行移動，要想讓籃球落入籃中得到分數，就需要保證籃球落入籃筐的部分比自身球體的半徑要大。除此之外，籃球的中心點需要與運動員的視線很多籃筐交點的延長線相交，最終的交點為O1，那么籃筐最前沿的與O1之間的距離就是A，得出A不能小于籃球的半徑，如圖2所示。

在這里假設A的長度與籃球的半徑R相等，那么就能夠得到一系列幾何關系。

H1= A sinθ= R sinθ

按照幾何關系推到可得：

sinθ=（L1- L2）/[（S1- S2）2+（L1- L2）2]

則H1= R（L1-L2）/[（S1-S2）2+（L1-L2）2]

這里所使用的H1是運動員在投球過程中，要想保證能夠投籃得分，籃球自由落體所形成拋物線到達籃筐上方的最短距離，這一距離在數值上等于運動員與籃框前端交點延長線與籃框之間的垂直距離。在這種情況下，運動員的眼睛與目光聚集點之間的距離是：

D1= （S1-S2）2+（L1-L2）2+R

（二）注視點水平垂直高度的最大值

首先需要選擇最適宜的量作為自變量，L1為籃筐與水平地面之間的距離，L2為參與測試人員眼睛與地面之間的距離，R為所使用籃球的半徑，R為籃筐的半徑，S1為籃筐末端與投球點之間的距離，S2為所使用籃筐的直徑，P1為籃球運行軌跡與被試者視線的交點O與籃框中心線的距離。

其次是對投籃時候的幾何分析，這里假設籃球在投出之后其最終落點恰好位于籃筐后部里面，這就能夠推斷出籃球的運行軌跡和投球人員以及籃筐前沿會在延長線上的O2點相交，O2點與籃筐之間的水平高度為H2，并且該數值與投球者所注視的籃筐上方距離相等，如圖3所示。

在這種情況下，籃球下落的運動軌跡會平行于籃板，之后會與籃筐的最后位置發(fā)生接觸，之后繼續(xù)下落。下面針對圖3中的幾何關系進行分析，得到

H2=（2R′-R）tanθ；又因為tanθ=（L1- L2）/（S1- S2）

由此得到H2=[（2R′-R）（L1-L2）]/（S1- S2）

這時候，投球運動員的眼睛與目光所到之處的距離為：

D2=（H2+L1-L2）/sinθ=[（H2+L1-L2）（S1-S2）2+（L1-L2）2]/（L1-L2）

（三）計算結果

以上述的幾何分析為依據可以進行進一步的計算，通過計算得出投籃時候要想命中，籃球在籃筐上方的運動區(qū)域范圍。這就能夠得到結論，在進行投球時候運動員的目光集中在籃筐上方，這一位置在投籃命中的范圍之內，在投球準備階段，很少有人會將目光注視在籃筐前沿，這主要由自身的投球習慣而決定的。

四、實驗結論

第一，我們在實驗中對運動員投球準備階段的目光落點進行追蹤定位，發(fā)現運動員的視線主要包括兩種，籃球前沿位置與籃筐正上方。

第二，借助建立的數學模型，進行幾何計算分析，能夠得出要想讓籃球命中籃筐得到分數，就需要控制籃球的落點，要保證它處于籃筐上方的一定范圍內。在投球前的準備階段，如果運動員的目光能夠在籃筐上方集中，那么就能夠保證籃球的落點處于命中的范圍之內。

第三，建立模型、進行幾何計算所得到的范圍屬于理想化的投球范圍，投球運動員的眼睛與地面之間的距離會由于身高因素而發(fā)生改變，運動員在準備投籃時候，運球過程中難免會發(fā)生身體的上下浮動，因此這一數值會發(fā)生變化，不會固定不變。

第四，該研究實驗是針對投球過程中，運動員目光的注視點與球落到籃筐上的高度作為分析對象，進行深入的分析與計算。在應用推廣上需要進行進一步的合理論證。

五、結束語

綜上所述，在籃球運動中要對最優(yōu)投籃角度的選擇進行研究，通過研究證明在投球時候保證視線落點的正確角度能夠讓投球的命中率得到提升。在未來的研究中，可以對其進行更深入的研究，以此來提升投籃命中率。

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（作者單位：甘肅省酒泉市體育運動學校）