新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?

来源:果壳
在东京奥运会女子蹦床决赛中 , 朱雪莹夺金、刘灵玲摘银 , 包揽了该项目的冠亚军 。 比赛中 , 无论完成了几圈高难度转体翻腾 , 两位选手总能平稳地落回蹦床中心的红十字附近 , 定位非常精准 。

新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?
文章图片
图1/5
东京奥运会女子蹦床决赛中的朱雪莹丨icphoto
除了蹦床 , 竞技体操和跳水等项目也常见旋转动作 , 高分标准包括空中翻转完美 , 以及最后稳稳落地或者压低水花 。 而保持竖直落准的关键 , 除了控制身体姿态的能力 , 视觉也是辅助选手在飞行阶段找准位置、准备精确着陆的重要条件之一 。
那么 , 运动员们在空中翻腾的时候到底在看哪里?
视觉重要 , 但前半程不是重点
先来看看选手做最基础的后空翻时眼中的世界 , 也就是跳起后围绕身体横向轴线向后旋转360°后落地的过程 。 这个动作的平稳落地需要视力辅助 , 特别是在翻转的后半段 。
一项研究用开灯和关灯来控制体操运动员的视觉 , 对比了不同条件下的后空翻动作 。 结果发现 , 相对于全程关灯看不到东西或仅前半程开灯 , 运动员在全程开灯及仅后半程开灯的情况下落地更加稳定 。 也就是在后空翻的后半段看到周围环境 , 可以帮助定位及准备着陆 。
既然视觉重要 , 接着有研究者详细地记录了11名体操选手后空翻的姿态、头的位置 , 以及目光注视的方向 。 从起跳到落回蹦床上 , 运动员前额处摄像机记录下的景象是这样的:

新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?
文章图片
图2/5
1-5依次是从起跳到落回的过程 , 上排为侧方摄像机记录图像(蓝线表示视线方向) , 下排为选手前额摄像机记录图像(红点表示注视位置)
在前半段 , 从起跳到身体基本平行地面的过程中 , 体操运动员的眼球运动有所不同(上图1-2) 。 其中4名运动员在起跳后眼睛立即向上看 , 注视着天花板;4名运动员在动作前半段一直向下看;还有3人起跳后立即闭上了眼睛 。
结合之前的研究 , 后空翻前半程的视觉对于控制动作可能不那么重要 。
后半程紧盯落点前方
但到了后半程 , 所有运动员的眼球移动形式非常类似 , 全都紧盯在蹦床上的某一个固定点 , 并保持注视直到着陆 。
也就是到达上图位置3之后 , 运动员眼球会明显向上移动 , 直到找准蹦床上的固定注视点 , 这通常发生在整个后空翻动作完成了60%的时候(上图4) 。 此时 , 运动员额前摄像机中出现的是下图最左侧画面 。

新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?
文章图片
图3/5
从找到注视点到落回蹦床 , 固定于运动员前额的摄像机记录下来的画面 , 红点表示注视位置
接下来随着身体逐渐转回到竖直姿势 , 头部也向后旋转 , 摄像机中的图像从蹦床转向前方的垫子 。 同时 , 运动员的眼球向着与头部相反的方向转动 , 目光不断下移 , 使注视位置始终停留在上图的红点处 , 直到重新降落回蹦床上 。
在整个后空翻过程中 , 运动员目光停留在红点上的时间超过300毫秒 , 这是用眼球向下转抵消头部旋转来实现的 。 至于这个固定点的位置 , 平均位于着陆点的前方143厘米 。 虽然每次的着陆点稍有区别 , 但多数运动员都会紧盯在蹦床中间红十字和床的前缘之间 。
这项研究中 , 国家级别的体操运动员在后空翻完成47.1%时开始紧盯固定点 , 而更高水平的国际级别选手于完成52.9%时开始 , 延迟了78 毫秒 。 这可能是因为顶尖运动员需要的视觉定向时间更短 , 而且动作比较稳定 , 需要进行的调整更少 。
当然 , 实际比赛中的动作比单独一个后空翻复杂很多 , 但运动员们通常也会试图将目光固定在特定位置 , 例如蹦床、体操场地上的地板或跳水水池的水面 , 利用视觉提供的信息来调整身体姿态 , 更好地完成空中动作并定位落点 。

新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?
文章图片
图4/5
【新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?】更复杂转体时的视线方向(黑色线)
盯得紧 , 是天生的还是练出来的?
上面这种移动眼球来抵消头部运动的现象 , 类似于与生俱来的前庭-眼动反射 , 这是保证人们活动时眼中景象稳定的重要反射之一 。
如果走路时将摄像机固定在前额 , 你会发现记录下来的画面非常摇晃 , 分辨不清眼前的物体 。 实际眼中景象基本稳定的原因是人体自动开启了“防抖功能”:利用内耳里面的感受器分辨运动方向和幅度 , 把这些信息通过反射通路传递到眼睛周围的肌肉 , 让眼球与头部运动方向相反 , 抵消走动带来的晃动 。

新浪科技综合|体操、跳水……各种转圈的时候,运动员会睁眼吗?
文章图片
图5/5
头向一侧转动时 , 眼睛自动转向另一侧 | Solvelearningdisabilities
另外 , 还有很多其他调节系统连接着眼睛、头部和身体 , 帮助人们在各种运动中维持眼前景象平稳清晰、平顺地追踪感兴趣的物体 , 以及定位身体和调整姿态 。
眼球运动不是一个简单反射或大脑指令所能控制的 , 而是经过多个感官输入、计算和复杂处理后得出的综合结果 。 有些情况下 , 各个系统对眼球的作用方向是互相矛盾的 , 这时还需要主动控制来决定起主导作用的功能 。
因此 , 做简单动作时人体天生的功能就足以维持视觉协调 , 但对于后空翻等复杂动作的控制 , 还需要长期多次重复的练习来磨合各个系统 , 才能最终达到完美的效果 。

    推荐阅读