何谓跑步前倾角度?

路跑成绩2-10名的选手,前倾角度与成绩并没有绝对成正比,不过可以察觉到路跑成绩8.9.10名前倾角度确实比较小,为何在2-7名的选手中前倾角度跟他们的成绩无法形成正相关呢?后来在影片中发现了几个关键的变数,也是影响跑步速度的关键,先列出来,之后希望再仔细一一来讨论:

  1. 脚掌拉高的高度:因为脚掌拉起的高度越高,配合前倾的角度,能够让往前落下的距离加大,(本研究无法从影象中分析脚掌拉起的高度,于下面限制中解释其原因)

  2. 步频(步/分):因为“愈大的前倾角度+愈快的步伐=跑得更快”,因此步频是跑步速度的另一个关键指标,本实验中并无法知道每位跑者的步频,因此也成为一项不可控制的变数。

  3. 垂直振幅:有些选手虽然前倾角度大,但跑步时的上下振幅也很大,那反而会降低他的跑速,这也变成无法控制的变数之一。如果两位跑者前倾角度一样时,但其中一名跑者的垂直振幅较高,代表此跑者的跑步力量分散到上下的跳动,没有完全将力量传导到水平的移动上,所以即使是一样的前倾角度,但因为力量分散掉了,所以前进的距离也相对较少。

  4. 触地时间:与上列叙述相同,两位跑者如果再相同的前倾角度下,但是其中一位触地时间较长,代表重心转移的效率较差。举例:一个正方形体与一个八方形体同样的速度在滚动,正方形体因为点与点触地的时间较长,所以在滚动传导上八方形的效率较佳,由此可知为何现在交通工具上的轮子都是正圆形。

  5. 触地角度:其中跟跑步技术关系最深即为触地角度。因为触地瞬间,脚掌与与身体重心(臀部)的角度大小就与减速度成正相关,触地的角度愈大,减速度也愈大。

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【图】左:触地角度的图示说明/右:前倾角度

 

此次前倾角度研究的限制

从研究中,发现决定跑步速度的原因不只上述所说的5种便因,其中还要考量到“摄影采样的方式”、“地形的因素”、“撷取画面的准确性”。做出以下统整:

  • 在拍摄时,应由定点改为跟拍(或是在跑步机上固定角度进行拍摄)

    • 原因:因为在摄影选手时,定点容易受到其他选手影响,画面取样远近及时间长短不好拿捏。改善办法:先向大会申请在赛道中可使用机车或脚踏车跟拍,增加取样准确性。

  • 离地点和触地点准确性需要提高

    • 原因:“触地点的位置”在实验中扮演最要的角色,点与点中的角度是本实验的重点,必须要在高解析度的图片中取点,才能确保准确性。

    • 作法:同第一问题的解决方式,采用跟拍再将模式改成高画数(可以不用慢动作拍摄,因为后制可以用慢动作处理),再撷取画面后,由同一个人来做离地点、髋关节、触地点的评估。因为同一个人的判断才会一致,由不同人来判断会有误差值。

  • 摄影广角问题

    • 原因:运动相机属于广角(可视角度170度),虽然角度比一般相机的广,但在远端近端的距离会不同,容易造成角度判断的误差值。

    • 作法:摄影机可以改为一般摄影机或是高速摄影机,可以不需使用运动摄影机。一般摄影机相素较高,拍摄下画质较佳,取样时较准确。

  • 无法判断脚掌拉起高度

    • 原因:因拍摄方法为定点拍摄,拍摄时选手经过摄影机时,远近距离不一,无法依照比例尺方式计算拉起高度,故无法在本文中判断“脚掌拉起高度”

    • 作法:如要将脚掌拉起高度带入研究中,场地应该在跑步机上做采样,高度远近的因素将被控制,参考依据则准确度增加。

【图】此2014年日月潭铁人三项锦标赛,精英男子组选手魏振展的跑步侧面图,测量前倾角度的方式为,先从髋关节髂骨的位置作为身体中心点,取得前脚掌最后离地点,利用直角三角形的特性,取出与地面垂直的点,再算出前脚掌与垂直点间的角度,取得“前倾角度”。