計算機技術對現代體育發展的影響

劉豐彬

現代科學技術的迅猛發展，對體育產生了前所未有的影響。隨著體育向現代化、科學化、全球化發展的趨勢，科學技術在現代體育的發展中也發揮著越來越重要的作用。當今體壇，各國體育水平的競爭在很大程度上是科技的較量，它不僅是體育科技實力的集中體現，而且涉及信息科學、生物科學、材料科學等多個領域內高新技術對競技體育的滲透和影響。而以計算機技術為代表的信息科學領域的科技進步無疑對現代體育的發展產生了極為明顯和重要的影響。

1 計算機技術的發展及其影響

1.1 計算機技術的發展簡史

從公元前中國人發明的算盤，到17世紀初歐洲人發明的計算尺，再到1642年，法國青年帕斯卡（B.Pascal）發明了世界上第一臺能進行加減運算的機械計算器。人們一直在嘗試用機器和其他手段提高信息處理效率的方法。直到1946年2月世界上第一臺計算機由美國賓夕法尼亞大學的莫奇萊及?？颂氐热搜兄瞥晒?，開創了利用機器對信息進行高速處理的新紀元。此后至今的半個多世紀，計算機獲得了突飛猛進的發展，迄今為止，計算機技術的發展歷經了四代；電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規模和超大規模集成電路計算機。

1.2 計算機技術對社會各領域的影響

最開始計算機的問世其目的是為了計算導彈的彈道，20世紀50年代計算機的主要服務對象是軍事應用，包括導彈計算和軍事相關的空間的計算等，從20世紀60年代到80年代，很多大的政府部門和大的科研機構，甚至一些比較有實力的公司也慢慢使用計算機來進行科學研究和事物管理，計算機技術開始應用于民用業。20世紀80年代以后，計算機應用獲得了飛速的進步，人們廣泛地利用計算機技術來處理和分析信息，特別是90年代后多媒體技術的異軍突起，隨之出現了數據庫和網絡技術的發展以及管理信息系統和決策支持系統、人工智能與專家系統、自然語言分析與理解系統等信息處理和分析技術的發展?？梢哉f，計算機技術已經深入人們生活的各個領域，并對社會的發展、科技的進步、以及人們生活水平的提高產生了重要和深遠的影響。

2 計算機技術對現代體育發展的影響

隨著當代新技術革命的不斷深入，現代科學技術對體育的滲透日益廣泛，并已成為體育運動發展的強大推動力，尤其是以計算機技術為代表的各類高新技術在體育中的應用，已促使體育運動產生巨大的變化。

2.1 計算機技術的發展促進運動訓練水平的提高

運動員成績的提高同運動訓練水平的提高密切相關。為了在重大國際賽事和奧運會上取勝，世界體育強國都在力爭運用最新科技手段挖掘人體運動潛能，這就大大推動了運動訓練科學化的深入發展。運動訓練的全過程包括起始狀態診斷、建立訓練目標、制定訓練計劃、組織訓練實施、進行檢查評價和實現訓練目標等。在這些訓練過程中，許多環節可以通過計算機技術來解決。

2.1.1 計算機技術在運動技術動作解析中的應用

合理有效地完成技術動作，充分發揮運動員的機能水平，是在競技運動中取得好成績的關鍵因素。通過對運動員技術動作的分析，診斷引導其動作規范化、合理化、科學化，最大限度地發揮運動員的潛能已經成為現代運動訓練中的核心問題。世界各國，尤其是各體育強國，在運動技術動作解析方面有很多有益的嘗試，如俄羅斯、德國、美國等國家在體操、跳水、跳高、投擲、棒球、雪上運動等項目中廣泛運用計算機動作解析系統，對運動員在完成單個或整套動作的各個技術環節進行全程的監控。我國在這方面也有很多成功的嘗試，并且取得了比較好的訓練效果。如跳水運動中的計算機輔助訓練系統，舉重運動中的杠鈴技術分析系統，射擊運動中的射擊激光跟蹤系統，皮劃艇、賽艇和自行車運動中的智能化測功儀等等［2］。這些由計算機、200幀以上每秒的高速攝影機和高速傳感器等組合使用構成的解析系統，將得到的動作圖像都會通過動作技術的量化分析與生物力學的相關分析等方法加以分析處理，獲得有價值的數據參數，在結合運動員實際情況的基礎上進行合理整合，給出改進技術動作的建議，最終達到了優化技術動作，提高運動成績的目的。

2.1.2 計算機技術在訓練信息管理中的應用

高水平的運動訓練，要求運動員的訓練要有高度的針對性、準確的定量化和合理的訓練負荷等?，F今，在競技水平比較高的國家，如美國、英國和澳大利亞等國家，使用計算機來制定訓練計劃并對相關的訓練和監控信息進行計算機管理是相當普遍的。在訓練計劃的研究和制定過程中，運用計算機存儲數據資料并加以模擬分析，以修正訓練指導思想和訓練方式；在訓練實施的過程中，利用先進的計算機智能化功能，將計算機軟件和先進的錄像設備結合組成“可視數據庫”，為教練員訓練計劃的再次制定，訓練過程中的指揮和訓練后的總結提供幫助。同時運用計算機軟件編程和多媒體技術建立自動化的訓練信息管理和查詢系統，包括國內外該項目的技術、戰術和訓練方法以及優秀運動員的最新情報信息，供教練員隨時查閱和參考，大大提高了訓練的針對性和可操作性。我國在訓練信息計算機管理方面仍處于起步階段，自行開發的訓練計劃計算機綜合管理系統先后在國家跳水隊、游泳隊以及體操隊進行了使用，取得了比較顯著的訓練效果，也得到了教練員和運動員的認可。但我國在該領域的研究和開發，仍存在很大的提升空間。

2.2 計算機技術的發展促進運動醫學技術和水平的提高

隨著現代體育技術的發展，運動員的競技水平越來越接近，發生運動創傷的情況也越來越多，涵蓋了運動創傷的預防、診斷、治療和康復等方面的運動醫學在近20年得到了突飛猛進的發展，作為一門交叉學科，運動醫學的發展也離不開相關學科的發展，如微創外科學、影像醫學、康復醫學和生物力學等，而計算機技術在這些相關學科中的廣泛應用無疑也促進整個運動醫學的發展和其技術水平的提高。

預防勝于治療，這個觀點已經受到運動醫學界學者的一致認可，國外一些學者已經開始運用計算機模擬和生物力學解析的方法對體操、棒球等項目的受傷部位和相關動作進行分析，有針對性的加以預防，以達到降低或避免運動創傷發生的目的。

運動創傷一旦發生，有效地診斷和治療成為解決問題的重點。自20世紀90年代以來，計算機技術廣泛應用于運動創傷的診斷領域，如磁共振成像（MRI）技術、計算機斷層掃描（CT）技術、超聲診斷及核素掃描技術等很大程度上提高了診斷的準確性，為運動創傷的治療奠定了前提和基礎。近幾年來，以關節鏡手術為代表的微創外科學技術，在運動創傷治療中也得到了普遍的應用，如膝關節半月板切除及縫合術、交叉韌帶損傷重建術、肩關節肩袖損傷修補術等等，計算機技術在其中模擬分析和輔助診療的作用也為這些手術的順利完成提供了良好的保障。

現代化運動創傷的治療手段和技術會使運動員的傷病得到及時的救治，但要使患者能盡快恢復到傷前的訓練水平，康復醫學的適時介入會達到事半功倍的效果。結合計算機技術加以改進的康復訓練新方法的應用，新型計算機全程監控的康復儀器（如持續性被動活動儀、等速練習器等）和支具在功能恢復中的應用，利用計算機模擬和動作解析技術對康復程度進行適時的反饋和評價，康復機器人在康復訓練中的應用等等，所有這些計算機技術和康復醫學的有益結合都有效地縮短運動創傷的康復期，大大提高運動創傷后康復治療的效果。

2.3 計算機技術的發展提高體育執法的客觀性

現代的體育競爭越來越激烈，已經進入白熱化的程度，毫厘之差將決定名次的排序和獎牌的歸屬，因此，在比賽場上裁判工作成為人們關注的焦點。高科技手段的應用，特別是計算機技術的介入，使裁判員的執法和所得出的比賽成績更加準確、客觀和真實。

以速度快慢來確定名次的體育比賽中，記時工作必須高度精確，從1964年以前，田徑比賽記時采用的是1/10 s制，到1964年東京奧運會首次采用精度達到1/100 s的電子計時裝置，再到1972年慕尼黑奧運會采用的精度達到1/1 000 s的電子計時器，計算機技術在不斷的深入發展，電子裝置和計算機已經逐步代替了裁判員的手工記時和記分。從20世紀90年代開始，許多大型的體育賽事中，應用計算機網絡將電子計時器、光電測距儀和自動計分裝置等組合成為一個多功能的操作系統對比賽項目進行計時、測速和計分已經非常普遍，如田徑賽場跑道旁的高速攝像機和激光測速儀的聯合應用，短跑起線上的高科技傳感顯示器，跳遠沙坑兩邊裝的自動“平坑器”和高精度傳感器，射擊靶子上安裝的聲波感應器，足球裁判和拳擊裁判使用的電子記錄器等等［2］，依靠這些儀器和裝置的幫助，可以使比賽的計時更精確、計分更方便、裁判員的判斷也更為準確。

所有這些高科技手段的介入相對減少了體育比賽中許多人為因素的干擾，創造了更為公平的競賽環境，樹立了裁判員的良好形象，也為運動員創造更優秀的成績提供了可能。

2.4 計算機技術的發展推動體育傳播手段的現代化

以計算機技術為代表的高技術手段的應用不僅局限于賽場內的一個方面，體育媒體的傳播手段也已經成為高科技應用的展示窗，而歷屆奧運會的比賽場則成為展示窗中最為亮麗的一道風景。1984年洛杉磯奧運會首次采用大型的電子信息服務系統，完成了資料存儲、數據處理和傳輸的一系列過程，體育信息的傳播首次實現了信息化。1992年巴塞羅那奧運會的信息通訊系統已有了很大的進步，2 000臺計算機網絡終端設備分布在95個場館和工作地點，可以為媒體提供四種語言和多種方式的信息服務。而此前結束的高科技含量較高的2008年北京奧運會，比賽相關的文字和視頻資料在0.5 h之內傳入互聯網，數據量巨大的奧運比賽的成績會在7 s內在網上公布，存儲3億條信息和1萬多名運動員的簡歷以及全部比賽的賽程和成績的強大的“數據庫信息網絡系統，使有關奧運會的信息查詢、發送既快捷又方便，同時在奧運村的各個角落，運動員和教練員等可以隨時上網了解賽事情況和奧運相關信息的最新動態。

以計算機技術為核心的通訊技術的發展使各國的觀眾在第一時間了解體育賽事的情況成為可能。還以影響范圍最大，關注程度最高的奧運會為例，1936年的柏林奧運會只有不到15萬觀眾第一次通過閉路電視觀看奧運會的實況轉播。到1964年的東京奧運會，通訊衛星首次運用于轉播奧運賽事的轉播，觀眾也擴大到1億人。1972年的德慕尼黑奧運會，四個通訊衛星轉播站同時使用，全球已有十幾億的觀眾在關注著奧運會的賽事。到2012年的倫敦奧運會，世界各地共有30億觀眾通過衛星轉播收看奧運會比賽，還有9億人通過因特網收看和掌握奧運會的信息。

計算機技術以及多媒體技術和網絡技術在體育傳播手段中的廣泛應用，大大提高了體育信息的傳播速度和質量，使世界各國的觀眾能更加迅速、及時地了解各項體育賽事，更加全面、形象地了解體育文化和詮釋體育內涵，也更好的弘揚了體育精神。

3 在計算機技術的推動下，對現代體育發展的展望

3.1 計算機技術發展的展望

計算機技術的飛速發展以及互聯網的出現，標志著人類社會已進入了信息化時代，而計算機技術的微型化、網絡化、多媒體化和智能化的趨勢會更加明顯，計算機技術與人們的生活和生產的關系也將日益密切，最終會達到了無法被所替代的程度。高速寬帶智能化綜合數據網，語言、文字識別與機器翻譯，多媒體應用技術，虛擬現實技術，模擬大腦活動而發展的計算機原理、新的計算方法和軟件等等將成為計算機技術發展的方向和未來研究的熱點領域。

3.2 計算機技術對現代體育發展影響的展望

以奧林匹克運動為代表的現代體育運動將會成為現代科技的一個巨大的實驗室，也是高科技產品的一個巨大的櫥窗和展臺，“科技體育”、“知識體育”的時代已經到來。以計算機技術為中心的信息技術手段在體育中的應用，尤其是多媒體技術和網絡技術的發展，為體育事業的發展帶來了無限的前景。利用多媒體技術和智能化的計算機技術會使運動訓練更加合理化和科學化，使運動員盡可能減少來自傷病的不利影響，創造更好的運動成績，比賽賽場會更加公平，得到的比賽成績更加客觀。利用計算機網絡技術，可以使人們更快更好的了解各種體育信息和資詢，為體育信息、技術的廣泛交流和國際化創造良好的平臺。

3.3 計算機技術在2016年里約熱內盧奧運會中應用的展望

細數歷屆奧運會，其實就是一部科技不斷發展的歷史。從1964年東京奧運會同步衛星轉播，1984年洛杉磯奧運會的“計算機奧運會”，到2000年悉尼奧運會的“因特網奧運會”，計算機技術的發展為奧運會插上了科技騰飛的翅膀［3］。2008年北京奧運會上，在“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”三大主題的指導下，計算機技術在各個奧運賽場中的應用更加廣泛，高技術含量的設施幾乎隨處可見。剛剛結束的2012年倫敦奧運會，在賽場內外，人們會無時無刻不感受到以計算機技術為代表的高新技術所帶給我們的便利和快捷。展望2016年在巴西城市里約熱內盧召開的奧運會，更加先進的超導計算機、分子計算機、光子計算機、量子計算機和生物計算機也許都會取得突破，完全用綠色環保材料制成的計算機很可能被用于里約熱內盧的奧運會上。計算機智能化水平也會大大提高，智能機器人有可能取代裁判員的工作。發達的網絡技術不但會使奧運會的組織管理實現網絡化，而且隨著網絡技術的發展，人們不會只守在電視機前觀看比賽，可以隨身攜帶的手提電腦或借助其他網絡設備，在任何時間、任何地點都可以自主欣賞精彩的奧運比賽。

4 小結

現代體育實際上是高科技的產物，而高科技在體育中的廣泛應用則是體育現代化的重要標志，以計算機技術為代表的高新技術手段在體育中的應用，將促使體育運動產生革命性的變化?？梢灶A見，計算機技術的不斷進步必將會推動現代體育各方面更加迅速的發展。

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