电影摄影分析法电影摄影是利用胶片在摄影机内按严格的等时性逐片通过镜头的特点，记录下运动目标形态的真实特征以及空间—时间的特性。然后，将所获得的电影图片经过专门的加工整理，可以从中取得一系列数据，如角度、位移、时间、速度、加速度和重心位置等，据此可对目标的运动进行定量分析。用电影摄影分析研究体操运动技术有许多优点：把拍下的影片经拷贝后放映，就可把过去的动作或现象真实地再现于人们眼前，而且还可以把运动的空间关系放大或缩小，把时间关系变慢或加快，这就有助于人们在事后仔细分析动作细节，深化人们对运动技术的认识。另外，电影摄影便于在体操教学、训练和比赛现场进行，它很少受环境的干扰，又不会影响运动员的训练或比赛。所以，它是体操科学研究中的一项常用的和有效的研究方法。
世界上第一台摄影装置出现于1839年。1851年英国人Fox Talbot用持续时间很短的电火花照明，对一张迅速旋转的报纸进行拍摄，尽管当时用的干版是很不灵敏的，仍获得了较清晰的照片。1872年美国人E.Maybridge为了研究赛马的腿部运动，沿着跑道将24台摄影机排成一排，依次打开各台摄影机的快门，拍下了24张很清晰的照片。法国医生和生理学家E·J·Marey读了上述研究报告后很受启发，他进一步研究了如何在一台照相机内的单张干版上作多次曝光，他试验过许多办法，但所获得的照片图像都较模糊。1878年他在摄影机中装上了能够间歇转动的照相干版。于是避免了图像的重叠和模糊。这就是现在的电影摄影机的最原始的设计和雏形。后来随着新的感光材料的出现，电影摄影及其设备才不断得到了改进和完善。
电影摄影的原理是通过胶片在摄影机内间歇运动的特点，把所拍内容按一定摄影频率(通常为24幅/秒)逐幅地拍摄到胶片上。在拍摄时胶片在曝光的瞬间静止不动，然后移动一个画幅距，这时光路被遮挡，使胶片不曝光，待下一画幅移到镜头后时，镜头快门打开再使之曝光。按这种方式连续运转，就完成了电影拍摄，胶片经冲洗后，上面的每个画幅就是运动物体依时间次序排列的瞬时影像，它记录了运动物体各瞬时的空间位置，由于逐幅都以相等的时间拍摄，所以也同时记录了时间分布的信息。可以说，成像是运动物体空间坐标(X、Y、Z)的记录，而拍摄频率则表达了运动物体的时间(t)概念。所以用电影摄影所得的材料可以构成时间一空间的联合研究。体操动作就是在空间的相对位置随时间而发生改变的运动，所以，用电影摄影可以充分记录并描述这种运动特征。
从电影图片中可以整理出一系列数据供定量分析。常用的方法是把电影图片冲洗、放大成一定规格的照片，在照片上通过测量、计算取得必要的数据。现在较先进的方法是利用影片解析仪，可直接从影片上采集数据，然后输入计算机进行数据处理，这样能更迅速而准确地取得结果。
由于拍摄电影是把人体的空间运动缩小记录到胶片上，分析时又要把胶片放大。胶片经药液冲洗、烘干等处理，会产生变形，在变了形的胶片上进行测量就会产生误差。有人研究表明，如用含有误差的原始数据，经微分方法导出速度、加速度，则误差将会进一步增大。为了提高用电影摄影取得数据的精度，都要采用数据平滑技术处理从影片上测得的原始数据。
普通电影摄影因为只是从一个侧面拍摄，所以只能记录到人体在二维平面上的运动。如果人体主要运动是在一个平面内发生的话(如：单杠大回环、屈伸上等)，那么把摄影机的主光轴与人体运动的主要平面相垂直，对拍摄结果进行分析时，可以和运动实际情况相符合。如果人体的主要运动是在两个以上平面内发生的话(如：旋空翻)，那么从一个平面拍摄的结果和实际的空间运动之间就有较大的透视误差。为了克服普通电影摄影只能记录二维平面的缺点，进入70年代以来一些科技先进国家都在研究如何使电影摄影真实地反映人体三维空间运动的问题，这就是三维立体摄影技术。它的方法是用两架摄影机用同步系统连接，同时拍摄两个互相垂直的平面，这样就可记录下空间运动的每一个点的三维坐标。另一种方法是用3架摄影机，把它们放在空间直角坐标系的3个坐标轴上，它们的主光轴相交于坐标原点，这样也可记录下动点的空间三维坐标。 |