2D a 3D analýza pohybu
Sportovní fakulta Masarykovy univerzity
Mgr. Martin Sebera, Ph.D.

Získané výsledky a jejich interpretace

Výsledek analýzy

Po dokončení analýzy předkládáme několik výsledků jednak pro stanovení teoretických aspektů konkrétního výkonu, svěřencovi a jeho trenérovi nabízíme naše poznatky, které mohou sloužit k zpřesnění technického provedení nebo ke změnám v tréninkovém procesu.

• 3D model pohybu s možností náhledů a podhledů z jakékoliv perspektivy,
• individuální biomechanická charakteristika vrhače,
• možnost srovnání konkrétního analyzovaného oštěpaře s absolutní světovou špičkou, hledání jeho silných a slabých stránek,
• možnost duálního porovnání parametrů výkonu, např. v přípravném a závodním období.
• hledání výrazných odchylek od ideálního technického provedení,
• kinogram (Manuál SIMI Motion).

Při sledování nezávisle proměnných aspektů vrhačského výkonu jsme se zaměřili na objektivně měřitelné parametry, jejichž hodnoty jsou k dispozici také u špičkových světových oštěpařů. Při porovnávání těchto proměnných jsme tak nebyli omezeni pouze zjištěnými hodnotami v rámci našeho měření, ale mohli jsme je okamžitě analyzovat i ve vztahu k nejlepším světovým výkonům.

Pro začátek uvádíme přehled parametrů výkonu, které jsme sledovali v rámci třech pokusů hodu oštěpem u oštěpaře (Tabulka 2).

Pro větší přehlednost jsme se rozhodli získané výsledy interpretovat v rámci tematických odstavců, které vždy měřený parametr výkonu zhodnotí ve vztahu k ideálnímu provedení, v souboru tří různých pokusů a také v relaci k technice špičkových oštěpařů. Vyhodnotíme slabiny a přednosti figurantovy techniky. V závěrečném shrnutí odhalíme příčiny nedostatků a s nalezením možností jejich eliminace.

Tabulka 2. Tabulka sledovaných parametrů

nezávislé proměnné	formulace	jed.	DOP	P1	P2	P3	odst.
délka měřeného hodu		m	max	58,60	56,40	52,10
trvání přípravné fáze (t1 – t2)	čas od dopadu pravé do zaujetí dvouoporového postavení	s	min	0,28	0,29	0,27	a
trvání odhodové fáze (t2 – t3)	čas od zaujetí dvouoporového postavení po okamžik odhodu	s	min	0,11	0,09	0,12
úhel v lokti odhodové ruky v momentu dokroku pravé nohy – ukončení impulsního kroku (L.u – t1)	úhel tvořen třemi body: zápěstí/loket/rameno	°	max	159,40	171,00	152,00	d
úhel v lokti odhodové ruky v momentu zaujetí dvouoporového postavení – tzn. po dokroku levé nohy (L.u – t2)	úhel tvořen třemi body: zápěstí/loket/rameno	°	max	134,00	112,00	148,00
úhel v lokti odhodové ruky momentu odhodu (L.u – t3)	úhel tvořen třemi body: zápěstí/loket/rameno	°		130,00	144,00	125,00
úhel v koleni levé nohy v momentu zaujetí dvouoporového postavení – tzn. po dokroku levé nohy (K.u – t2)	úhel tvořen třemi body: kotník/koleno/kyčel	°	max	168,50	148,00	143,00	c
maximální hodnota flexe v koleni levé nohy od zaujetí dvouoporového postavení – tzn. po dokroku levé nohy do momentu odhodu (K.u max flex – t2-t3)	úhel tvořen třemi body: kotník/koleno/kyčel	°	min	121,10	128,00	107,00
úhel v koleni levé nohy v momentu odhodu (K.u – t3)	úhel tvořen třemi body: kotník/koleno/kyčel	°	max	121,10	131,00	108,00
odhodová rychlost (v.o. – t3)	rychlost náčiní v momentu odhodu	m/s	max	27,70	33,20	29,70	b
výška odhodu	vzdálenost odhodového zápěstí od roviny xy	m		2,20	2,46	2,30
odhodový úhel	tvořen dvěma body a rovinou: 1/2 oštěpu t3/1/2 oštěpu t4/rovina xy	°	32-42	33,90	31,00	32,50
úhel vzletu oštěpu	tvořen dvěma body a rovinou: hrot oštěpu/ 1/2oštěpu/rovina xy	°	32-42	43,20	42,60	44,40
položení oštěpu	13-12	°	0	9,30	11,60	11,90
akcelerační dráha v momentu dopadu pravé nohy (akc. dr. – t1)	vzdálenost úchopu oštěpu od pravého boku na ose x	m	max	1,14	1,10	1,14	e
akcelerační dráha v momentu zaujetí 2opo postavení (akc. dr. – t2)	vzdálenost úchopu oštěpu od pravého boku na ose x	m	max	0,89	0,89	1,17
náběhová rychlost	max. rychlost těžiště na ose x	m/s	max	9,10	8,96	8,70	f
výška těžiště při zaujetí dvouoporového postavení (Tz – t2)	vzdálenost těžiště od podložky na ose z	m	min	1,05	1,04	1,08
výška těžiště v momentu odhodu (Tz – t3)	vzdálenost těžiště od podložky na ose z	m	max	1,05	1,07	1,08
délka posledního kroku	vzdálenost pravého a levého kotníku při zaujetí 2opor. postavení	m		1,60	1,43	1,60
míra ukročení při zaujetí 2 opor postavení	vzdálenost pravého a levého kotníku při zaujetí 2opor. postavení na ose y	m		0,41	0,31	0,38
vzdálenost od břevna při zaujetí 2 opor. postavení		m	2 – 2,5	4,80	5,10	5,30
absolutní posun těžiště od dopadu pravé po zaujetí 2 opor postavení (akcelerační dráha) (Tx – t1-t2)	délka dráhy těžiště v daném čase na ose x	m	max	2,17	2,20	2,00

Legenda

jed.	- jednotka
DOP	- doporučená hodnota
P1, 2, 3	- pokus číslo 1, 2, 3
odst.	- odstavec, kde jsou dané proměnné analyzovány
t1	- okamžik došlapu pravé nohy na podložku – začátek přípravné fáze pro pravoruké oštěpaře (jednooporové postavení)
t2	- okamžik došlapu levé (oporné) nohy na podložku – zaujetí dvouoporového postavení
t3	- okamžik odhodu
L.u	- úhel v lokti (pravém)
K.u	- úhel v koleni (levém)
K.u max flex	- maximální hodnota flexe v koleni
Tx	- horizontální posun těžiště
Tz	- kolmá výška těžiště nad oporou

Vlastní biomechanickou analýzu techniky jsme zaměřili především na přípravnou a odhodovou fázi hodu. Právě tyto fáze jsou nejdůležitější ve vztahu ke konečnému výkonu a umožňují nám tak nejlépe porovnávat jeho technické provedení našich a světových atletů.

Jako hlavní časové body jsme stanovili (Obrázek 1):

• t1 – došlap pravé nohy – ukončení impulsního kroku a zaujetí jednooporového postavení pro pravoruké oštěpaře; začátek přípravné fáze
• t2 – došlap levé nohy – zaujetí dvouoporového postavení pro pravoruké oštěpaře; začátek odhodové fáze
• t3 – oštěp je vypuštěn – okamžik odhodu

Komentář k výsledkům je členěn podle tematických odstavců z Tabulky 1. Na konci každého odstavce provádíme krátké shrnutí s naznačením pozitivních (silných) stránek a negativních aspektů (nedostatků) v provedení figuranta. Používáme k tomu znaky plus (+) a minus (-).

a) Délka trvání přípravné a odhodové fáze

Tyto parametry přímo vychází z časových bodů t1, t2 a t3 zmíněných výše

• Přípravná fáze: doba mezi t1 a t2
• Odhodová fáze: doba mezi t2 a t3

Největší rozdíly můžeme zaznamenat při porovnávání délky trvání přípravné fáze, která vyjadřuje rychlost zaujetí dvouoporového postavení. Podle (Kněnický 1977), levá noha po ukončeném odrazu do přeskoku se co nejrychleji přemisťuje nízko nad zemí do opory. Časový interval mezi dokrokem pravé nohy a zapřením levé nohy o zem musí být co nejmenší a ve značné míře rozhoduje o kvalitě finální fáze hodu.

Všechny pokusy se vyznačují dlouhou dobou zaujetí dvouoporového postavení (0,27– 0,29 s), kdy figurant ztrácí horizontální rychlost. Rychlost provedení odhodové fáze je však na velmi vysoké úrovni (0,9–0,11 s), což však může být důsledkem krátké dráhy, po kterou v odhodové fázi na oštěp působí. Srovnání se světovými oštěpaři obsahuje obrázek 2 (Campos, 1999).

Shrnutí odstavce a):

-	rychlost zaujetí dvouoporového postavení
+	rychlost provedení odhodu

b) Parametry odhodu (výška odhodu, odhodový úhel a položení oštěpu)

Výška odhodu je jedním z parametrů, který ovlivňuje výslednou letovou dráhu oštěpu. Je závislá na výšce oštěpaře, boční stabilizaci trupu a úhlu v koleni přední oporové nohy v momentu odhodu. Oštěpaři by se měli snažit odhazovat oštěp co možná nejvýš, ovšem vždy musí udržovat dvouoporový kontakt s podložkou. Výška odhodů u našeho figuranta dosahovala v porovnání se světovými oštěpaři extrémních hodnot 2,20–2,46 m. Při třetím pokusu (2,30 m) byla příčinou pravděpodobně nezvládnutá fáze před přechodem do odhodového postavení, kdy se v momentu vypuštění dostává takřka do jedooporového postavení, při absenci opory na zadní pravé noze. To v kombinaci s úhlem v lokti odhodové paže (Tabulka 2, odst. d) a ztrátou stability, která zapříčinila vychýlení na levý bok, umožnilo vypustit oštěp v relativně velké výšce.

Podle Vinduškové (2003), pokud zvýšíme místo odhodu, zvětší se automaticky délka dopadu. Se zvyšující se výškou odhodu se automaticky zvyšuje délka (vodorovná vzdálenost) dopadu náčiní. To znamená, že vrhači vyšší postavy mají automaticky výhodu oproti menším.

Dalšími parametry ovlivňujícími vzdálenost hodu jsou odhodový úhel, úhel vzletu oštěpu a konečně položení oštěpu, které závisí na předchozích dvou proměnných. Odhodový úhel je dán vektorem rychlosti a horizontální rovinou a položení oštěpu tak znamená rozdíl mezi úhlem odhodu a úhlem vzletu oštěpu (Obrázek 3).

Podle Kněnického (1977) pro maximální délku šikmého hodu nám fyzikální zákony určují jako nejpříznivější úhel 45°, odhodový úhel oštěpu je však vždy, jak je potvrzeno řadou autorů, pod 42°. Zmenšení odhodového úhlu je výhodné jen do určité hranice. Příliš malý úhel způsobuje stržení oštěpu a plochou dráhu jeho letu. Při větším než optimálním úhlu letí oštěp do zbytečné výšky, jeho dráha je strmá. Oba hody jsou nehospodárné, výkon neodpovídá vynaloženému úsilí.

Teoretické odhodové úhly by se měly pohybovat mezi 32°–37° a úhel položení oštěpu by neměl přesáhnout + 8°. Figurant při svém nejdelším pokusu odhazoval pod úhlem 33,9°, což se pozitivně promítlo do výkonu, ovšem úhel položení + 9,3° již naznačuje přílišné podtržení oštěpu. Další pokusy se vyznačují příliš nízkým odhodovým úhlem, při druhém pokusu dokonce 31°. Třetí pokus vykazuje úhel položení až +11,9°, což je příčinou velmi neefektivní letové dráhy a velkého odporu prostředí působícího na plochu oštěpu.

Tabulka 3 Odhodové parametry (Campos 1999)

Atlet	Výkon (m)	Rychlost odhodu (m/s)	Výška odhodu (m)	Úhel vzletu (°)	Odhodový úhel (°)	Položení oštěpu (°)
Parvianen	89,52	29,7	2,14	35,7	36,6	-0,9
Gatsioudis	89,18	29,6	1,90	37,5	31,6	5,9
Železný	87,67	29,2	1,80	36,9	31,1	5,8
Hecht	85,24	28,5	2,09	41,7	40,1	1,6
Henry	85,43	85,43	1,99	25,3	32,1	-6,8
Gonzáles	84,32	29,4	1,83	36,5	27,7	8,8
Backley	83,84	28,5	2,08	40,8	35,3	5,5
Figurant 1	58,60	27,7	2,20	43,2	33,9	9,3
Figurant 2	56,40	33,2	2,46	42,6	31,0	11,6
Figurant 3	52,10	29,7	2,30	44,4	32,5	11,9

Nejzávažnější činitel, který má vliv na délku hodu, je odhodová rychlost. Každá změna této rychlosti má pro výkon daleko větší význam než percentuálně stejná změna úhlu (Kněnický 1977). Horizontální složka odhodové rychlosti má ve vztahu k výsledné délce hodu nejvyšší korelační součinitel (r) ze všech měřených parametrů. Podle Kravceva (In Šimon, 2004) až r = 0,87.

Figurant dosahuje špičkových hodnot odhodové rychlosti – při druhém pokusu dokonce 33,2 m.s^-1, ovšem vzhledem k jeho pojetí přílišného strhávání oštěpu lze vyvozovat, že převážná část výsledné rychlosti je tvořena složkou vertikální. Celkové srovnání odhodových parametrů můžeme vidět v tabulce 3 a ilustrační záběry vyhodnocování jednotlivých proměnných (konkrétně nejdelší pokus – 58,60 m, čas t3) na obrázku 3.

Shrnutí odstavce b):

-	přílišné položení oštěpu, resp. úhel vzletu, vysoký podíl vertikální rychlosti při odhodu
+	výška odhodu, rychlost odhodu

c) Úhel v koleni levé oporné (brzdící) nohy

Brzdicí a oporová funkce levé nohy při zaujetí dvouoporového postavení a samotné fázi odhodu je nezbytná pro dosažení maximální odhodové rychlosti. Umožňuje efektivní přenesení horizontální rychlosti nabyté atletem v rozběhu do kinetické rychlosti působící na oštěp. Schopnost realizovat tento transfer je dobře patrná právě na úhlu oštěpařova brzdícího kolena. Právě tato akce se zdá být rozhodující složkou výkonu vzhledem k faktu, že 60 % kinetické energie oštěpu je generováno v posledních 50 ms před odhodem (Campos 1999). Koleno levé nohy je mírně pokrčeno v okamžiku, kdy koleno pravé nohy přešlo do polohy souhlasné s rovinou hodu. Zapřením levé nohy je zajištěna fixace levé strany oštěpařova těla (Kněnický 1977).

Teoretická východiska efektivity hodu vycházejí z principu zachování maximální extenze v kolením kloubu levé oporné nohy. Úhel v kolenu by měl mít hodnoty v rozmezí 160°–180°, přičemž maximálních hodnot extenze je třeba dosáhnout v okamžiku odhodu. Levá noha tak funguje jako páka. Obrázek 4 poukazuje na úhel v koleni levé nohy v čase t2, při maximální flexi během odhodové fáze a v čase t3.

Figurant má v této složce výkonu velké nedostatky. Přes 160° extenze se dostal pouze při svém nejdelším pokusu, a to jen v momentu zaujetí dvouoporového postavení ((K.u-t2 = 169°). Ostatní hodnoty jsou ve srovnání se světovou špičkou podprůměrné, především fakt, že největší míra flexe v kolením kloubu (K.u max flex) je prakticky vždy shodná s hodnotou flexe v momentu odhodu (Ku-t3). Tento fakt poukazuje na velmi špatný přenos energie atleta do oštěpu. Při nejkratším pokusu dosáhla flexe v koleni při odhodu dokonce 108°, což oštěpaři v podstatě nedovoluje zapojit opornou nohu do pákového systému energetického transferu. Nikdo ze světové špičky nemá hodnotu maximální flexe shodnou s flexí v momentu odhodu. Výjimkou je Backley, ovšem i ten je schopný hod realizovaž s extenzí větší řádově o 10° než náš figurant. Domníváme se, že tento faktor je největší slabinou figurantovy výkonnosti.

Shrnutí odstavce c):

-	maximální extenze v kolením kloubu levé oporné nohy

d) Úhel v lokti pravé (odhodové) paže

Úhel, který svírá loket odhodové paže, je v odborné literatuře často zmiňovaným parametrem výkonu a faktorem ovlivňujícím přenos kinetické energie na oštěp. Z pohledu optimální oštěpařské techniky by odhodová paže měla dosahovat maximální extenze až do chvíle t2 (zaujetí dvouoporového postavení) s ohledem na snahu dosáhnout maximálního zrychlení náčiní v odhodové fázi. Čím napjatější paže je, tím po delší dráze atlet na oštěp působí a tím větší zrychlení mu udílí.

Klíčový činitel je práce pravé paže, která je před zaujetím odhodového postavení pasivní a snaží se jen udržet oštěp v přímém směru a pod příslušným úhlem. Pravá paže zůstává co nejdéle a nejdále vzadu. Přestože je napjata, hod se neprovádí napjatou paží. Záleží na individuálních schopnostech, dokdy má být napjatá. Oštěpaři s uvolněným pletencem ramenním ji dokážou držet napjatou déle (Kuchen 1969).

Při pozorování extenze v loketním kloubu odhodové paže jsme se opět soustředili na hodnoty ve třech časových bodech t1, t2, t3 (Obrázek 5). Nejvyšší hodnoty extenze v čase t1 dosáhl figurant při svém druhém nejdelším pokusu (171°). Nicméně při tomto pokusu měla míra extenze v čase t2 zároveň hodnotu nejmenší (112°).

Při porovnání v časech t1 a t2 se světovou špičkou nejsou figurantovi parametry významněji rozdílné. Rozpětí hodnot extenze špičkových oštěpařů se pohybuje od 140° do 172° v čase t1, resp. 105°–147° v čase t2. Figurant potom 152°–171° (t1) a 112°–148° (t2). Obrovský rozdíl však můžeme registrovat v čase t3. Figurantovy hodnoty 130°, 144° a 125° jsou výrazně nižší než „světový průměr“ přesahující 156° (Obrázek 5). Přílišné pokrčení lokte při odhodu tak opět zamezuje dostatečnému kinetickému přenosu a výrazně zmenšuje poloměr otáčení, po kterém paže jako páka udává oštěpu zrychlení.

Shrnutí odstavce d):

-	míra flexe v čase t3
+	extenze v časech t1 a t2

e) Akcelerační dráha

Akcelerační dráha oštěpu bývá zmiňována jako významný výkonnostní ukazatel atleta. Dlouhá dráha usnadňuje optimální působení sil na oštěp a umožňuje uskutečnit efektivněji proces smrštění zapojených svalových skupin. Význam délky působení na náčiní je zdůrazňován v literatuře, včetně dvou různě definovaných parametrů souhrnně nazývaných „Akcelerační dráha“. Ta je definována jako horizontální vzdálenost pravého boku oštěpaře od těžiště oštěpu v momentu zaujetí jednooporového postavení v čase t1. Někdy také jako horizontální vzdálenost pravého boku oštěpaře od středu vinutí oštěpu v momentu zaujetí dvouoporového postavení v čase t2 (Campos 1999). Ilustrační animace je na Obrázek 6.

Světoví oštěpaři se pohybují v intervalu t1 (0,73–0,96 m); t2 (0,65–0,91 m). Platí pravidlo, že všichni oštěpaři dosahují delší akcelerační dráhy v čase t1. Figurant v tomto parametru dosahuje extrémních hodnot a paradoxně při svém nejhorším pokusu také popírá pravidlo kratší dráhy v momentě zaujetí dvouoporového postavení (graf. 4). V čase t1 dosahuje vzdálenost jeho pravého boku od středu vinutí oštěpu 1,14 m a v čase t2 dokonce maxima 1,17 m.

Příčiny tohoto zjištění můžeme hledat v kvalitním impulsním kroku a také ve snaze o maximální délku posledního kroku (dvouoporového postavení), který může definovanou akcelerační dráhu absolutně prodloužit.

Jak víme z předchozího textu, extenze v lokti odhodové paže nehraje v délce akcelerační dráhy významnou roli. V případě figuranta je srovnatelná s úrovní ostatních oštěpařů.

Obecně vzato je tento parametr výsledkem komplexní technické a anatomické úrovně oštěpaře a výsledné hodnoty je třeba analyzovat s ohledem na předchozí zjištění (Campos 1999).

Shrnutí odstavce e):

-	delší akcelerační dráha v čase t2 pravděpodobně není žádoucí
+	výjimečně dlouhé hodnoty akceleračních drah

f) Další relevantní parametry ovlivňující výkon

• Velký rozsah pohybů figurant deklaroval již v odstavci akceleračních drah a potvrdil jej i při měření absolutního horizontálního posunu těžiště v době t1–t2, tzn. během kroku zaujímání dvouoporového postavení. Hodnota dráhy těžiště dosahovala v maximu 2,2 m.
• Rozběh musí být vyměřen tak, aby přeskok nebyl prováděn příliš blízko u odhodového břevna – obavy z přešlápnutí by se nepříznivě projevily při odhodu. Také ale ne příliš daleko, hod se měří až od oblouku. Optimální je vzdálenost 2–2,5 m od oblouku (Bartušek, 1968).
• Figurant při všech měřených pokusech odhazoval výrazně daleko od odhodové čáry (4,8 m, 5,1 m, 5,3 m). Jeho opatrnost však byla poměrně zbytečná, neboť výška těžiště v odhodové fázi dosahovala velmi nízkých hodnot a umožňovala mu tak pohodlné tlumení horizontální rychlosti.
• Rychlost rozběhu v jeho závěrečné části se pohybuje u mužů v rozmezí 6–8 m.s^-1. (Šimon 2004).
• Figurant dosahoval velmi vysokých hodnot v náběhové rychlosti. Hodnoty kolem 9 m.s^-1 poukazují na obrovský fyzický a výkonnostní potenciál oštěpaře, pokud bude schopný přenést 17 horizontální rychlost a kinetickou energii získanou náběhem do oštěpu pomocí dostatečných pák levé nohy a pravé paže.
• Chodidlo levé nohy došlapuje asi na šířku stopy až ramen vlevo od pravého chodidla (Kuchen 1969).
• Míra ukročení do boku v čase t2 zcela odpovídá požadavkům na oštěpařskou techniku 0,41 m; 0,31 m; 0,38 m.
• Výška těžiště při zaujetí dvouoporového postavení a výška těžiště v momentu odhodu byla prakticky při všech pokusech shodná a pohybovala se okolo 1,05 m. Ovšem podle Kuchena, (1969) by oštěpař měl zvednout těžiště těla přes levou nohu vzhůru a vypustit oštěp nad levou nohou.
• Figurant se však snaží o příliš dlouhý poslední krok a „dlouhé“ zaujetí dvouoporového postavení. Neúměrně předkopává levou oporovou nohu a prodlužuje tak délku posledního kroku (1,60 m; 1,43 m; 1,60 m), ze kterého není schopný udržet optimální úhel v koleni a využít tak pákového principu hodu. Příliš dlouhý krok je také příčinou neschopnosti zvednout těžiště při odhodové fázi a aktivně tak působit na dráhu oštěpu.