Электронный тренер. Не фантастика.

[ИришкаВ]

Технику горнолыжного спорта трудно изучать без инструктора или тренера, не у всех есть такая возможность. Конечно есть выход: снять свои спуски на видео, а дома анализировать, и сравнивать свою технику с техникой спортсменов. На больших горнолыжных сайтах часто обсуждают видеозаписи, присланные участниками, на Ski.ru советы по видео дает известный тренер Грэг Гуршман.
Главный недостаток этого подхода: зависимость от качества съемки, и подготовки зрителя. Например, неправильный ракурс может скрыть самые важные движения, или их фазы могут "попасть" между кадрами, при низкой частоте съемки. Но и при хорошей записи, не подготовленный зритель может не заметить какие-то движения, или их детали.
Было бы гораздо эффективней, использовать вместо видео компьютерные модели. В интернете есть статьи, в которых, вместо рисунков и фотографий, использованы "манекены" из анимационных пакетов. Но на них не наложены движения: авторы просто придают моделям нужные позы, по ходу изложения. А ведь потенциал модели гораздо больше, если получить запись реальных движений.
При таком подходе, возможно не только просматривать запись (с точки съемки), но также поворачивать под углом, или скрывать часть модели, и анализировать движения отдельных частей тела. Если заданы относительные массы движущихся частей, то можно анализировать и силы. ИМХО очень полезным было бы моделирование возможных событий: изменить положение на каком-то этапе, и проследить, как меняются все последующие, по законам механики. И еще, фантастическая идея: по данным об усилиях (на разных спусках), построить общие модели динамики известных спортсменов.

Самая простая мысль: преобразовать каждый кадр видеозаписи в положение модели. Если камера не подвижна, и склон близок к плоскости, с известным углом наклона и длиной, то математически задача решабельна. Нужна шарнирная модель, у которой с относительные длины звеньев, соответствуют длинам частей тела лыжника. Последовательность положений можно получить простой подгонкой модели, по каждому из кадров. Это невозможно в реальном времени: требуется ввод видео и сложные вычисления, или трудоемкая ручная работа (ИМХО ручная подгонка может быть точней автоматической).

Но кроме видео, есть технологии, называемые MOCAP (MOtion CAPture), которые способны решать такие задачи. Это направление появилось в начале 1980-х годов, при разработке систем управления роботами, манипуляторами, и тд. Исследования хорошо финансируются, заказчиками являются разработчики военных и космических устройств. На сегодня, область MOCAP-технологий расширилась: они применяются в кино, для создания мультяшных персонажей с абсолютно реалистическими движениями. Каждый пользователь ПК может купить или скачать библиотеки записей MOCAP, совместимые с популярными анимационными пакетами, и "оживлять" самодельные мультики: включать танцы, драки, и тд.
Самые первые системы MOCAP были электро-механическими, они применяются до сих пор. При высокой точности, они громоздки и чувствительны к внешним воздействиям, для записи горнолыжников непригодны.



В кино применяются оптические системы с активными маркерами, в виде инфракрасных светодиодов. Маркеры надеваются на актеров, съемка происходит синхронизированными камерами, с нескольких точек. Каждый маркер имеет свою частоту излучения, при математической обработке они однозначно различаются, и привязываются к модели персонажа.
Кроме кино, оптические системы применяются при анализе движений спортсменов, в гимнастике, и др. видах спорта, проводящихся в помещении.



Но для горнолыжного спорта этот подход также не пригоден: для записи нужен ровный склон, который просматривается по всей площади, или большое число камер. Снег, который вылетает из-под лыж, может скрывать часть маркеров, особенно на ногах.

В конце XX века, военные рассекретили для гражданского применения приборы инерциальной навигации, которые развивались отдельно, и были недоступными. Эта технология позволяет вычислять положения в пространстве, на основе только данных об ускорениях, получаемых без камер и внешних привязок.
Инерциальные системы, это современный этап развития MOCAP. В 2006-м году появилась система "Fusion", которая способна записать движения горнолыжника, при реальном спуске.



На YouTube есть канал BrodieMad, на котором можно увидеть компьютерные модели, созданные с помощью системы "Fusion".

Но это уже вчерашний день. Фирма "XSens" серийно выпускает инерциальный костюм, для записи движений, с его помощью сделана запись бордера.



Аналогичные костюмы выпускаются несколькими фирмами, в том числе российской фирмой "ИннаЛабс", но самым совершенным является, на сегодня, "XSens".



Но костюм "XSens" также устарел: вот современное инерциальное устройство, измеряющее линейные и угловые ускорения одновременно, по всем 3-м осям, называемое MPU (Motion Processing Unit).



Еще более совершенны датчики, разработанные в "ФизТехе", их чувствительность позволяет точно измерять ускорения, в тысячи раз меньше ускорения свободного падения.

Теперь посмотрим интернет. На многих сайтах рекламируется маска (ИМХО никому не нужная), отображающая часы, погоду, мобильный телефон и GPS. В рекламе это глупое чудо называется "новым уровнем экстрима".



Но представьте: вместо глупостей, маска сможет показывать наши реальные движения, получится настоящий электронный тренер. И это технически возможно, уже сегодня.

[СергейМ]

Есть более простое решение. Отправляете клип по эл.почте или даете ссылку на размещенный файл в инете. В течение суток получаете готовый файл с необходимыми эффектами. Ссылка

[ИришкаВ]

Есть более простое решение

ИМХО нет. Это только для спортсменов, или для тренеров.

[Admin]

Ира, я эту статью в CMS базу знаний отксерю, ок?

[СергейМ]

ИМХО нет. Это только для спортсменов, или для тренеров.

Если Вы говорите о любителях, то сложно представляю любителя, пользующегося подобным оборудованием и снаряжением для самоанализа.
Аналогичное оборудование (кроме маски) используется именно профессионалами.

[ИришкаВ]

Ира, я эту статью в CMS базу знаний отксерю, ок?

Дык я тока ЗА, двумямя рукамя.

Аналогичное оборудование (кроме маски) используется именно профессионалами.

ИМХО никто практически не использует, вообще. А 80% тренеров, наверное и не знают, про эти технологии.
Вообще то я про другое писала: ЭТО технически возможно + проще видеозаписи + эффективней при анализе. И + не дорого, инт. схемы ведь копейки стоят, при больших сериях. Но пока нету, в широкой продаже.
И любитеям ИМХО полезней, чем спортсменам: не нужен оператор, штатив и тд., не надо доп. обработки, записал, сразу глянул. Или напр. показать ребенку, без сложных объяснений: что-где-когда у него не так.
Но пока мечты, увы.

ЗЫ. СергейМ , не могли бы Вы, зайти в тему https://ski-pro.ru/threads/1781 ? Я там задала вопрос, про жидкие мази. ИМХО Вы про них знаете. Ну плзз.

[СергейМ]

Дык я тока ЗА, двумямя рукамя.


ИМХО никто практически не использует, вообще. А 80% тренеров, наверное и не знают, про эти технологии.
Вообще то я про другое писала: ЭТО технически возможно + проще видеозаписи + эффективней при анализе. И + не дорого, инт. схемы ведь копейки стоят, при больших сериях. Но пока нету, в широкой продаже.
И любитеям ИМХО полезней, чем спортсменам: не нужен оператор, штатив и тд., не надо доп. обработки, записал, сразу глянул. Или напр. показать ребенку, без сложных объяснений: что-где-когда у него не так.
Но пока мечты, увы.

ЗЫ. СергейМ , не могли бы Вы, зайти в тему https://ski-pro.ru/threads/1781 ? Я там задала вопрос, про жидкие мази. ИМХО Вы про них знаете. Ну плзз.

Ответил в теме. Если кратко, то лучше что-то, чем ничего...