随着乒乓球技术的发展, 乒乓球旋转变化越来越多、速度越来越快, 观众难以了解乒乓球旋转的奥秘, 且中国乒乓球队长期在国际上处于领先地位, 降低了比赛胜负的悬念, 乒乓球比赛的观赏性大大降低。这是乒乓球项目发展所面临的一个困境。为了促进乒乓球项目的发展, 国际乒乓球联合会近些年不断修改竞赛规则。2014年7月1日, 将乒乓球的材质从赛璐珞球变为了塑料球, 同时乒乓球的直径增大。这是国际乒乓球联合会继“小球”变“大球”、11分赛制、无遮挡发球、水溶性(无机)胶水等新规则的实施之后的再次巨大改革。对球体材料和结构的改变会给乒乓球运动带来诸多影响。对于国家乒乓球队和中国乒乓球协会而言, 既要针对国际乒乓球联合会新的改革, 做好应变的准备, 又要主动求变, 为乒乓球的下一步改革与发展献计献策。

在历次新规则对乒乓球竞技规律影响的研究方面, 我国处于世界前列。国家体育总局体育科学研究所在国际上对40 mm大球^[1-2]、11分赛制^[3-5]、无遮挡发球^[6-7]、水溶性(无机)胶水^[8]、塑料乒乓球^[9-10]等新规则下的训练和比赛影响的新问题进行了系统研究^[11]。现在使用的单色乒乓球(白色)由于缺乏标记, 电视转播很难充分呈现乒乓球的旋转特性, 现场球迷用肉眼更难捕捉和感受乒乓球的旋转魅力。为了提高乒乓球比赛的观赏性, 中国乒乓球协会主动求变, 早在2009年就提出了使用黑白乒乓球的设想。国家体育总局体育科学研究2009—2010年针对黑白乒乓球在乒乓球训练、比赛和发展的影响进行了系列研究, 并在2010年的甲B比赛中进行了运用, 对其可行性进行论证。结果表明, 虽然黑白球基本能达到看清乒乓球旋转的目的, 但由于黑白两色对比太鲜明, 运动员对使用黑白球极不适应, 出现头晕眼花甚至流泪等症状, 严重影响了他们在比赛中技战术的发挥和使用, 最终中国乒乓球协会放弃使用黑白球。

基于乒乓球项目的发展需要和黑白球的实验结果, 中国乒乓球协会于2013年底再次提出使用花色塑料乒乓球的设想。花色塑料乒乓球的观赏效果如何, 选择哪种颜色搭配的花色塑料乒乓球既能让运动员感觉容易适应, 又能让现场观众和电视观众看清旋转, 塑料乒乓球能否降低乒乓球的运行速度和旋转, 是这项改革需要解决的问题。本文拟在前人研究成果的基础上, 运用比赛现场模拟法、问卷调查法、运动生物力学的方法对击打花色塑料乒乓球的观察效果进行实验研究, 为乒乓球项目的进一步改革提供理论基础。

1 研究方法 1.1 测试对象

(1) 测试用球。红双喜赛璐珞三星乒乓球和上海红双喜乒乓球公司生产的塑料材质的花色塑料乒乓球, 包括白色、白橙带黑道、黑橙、黑青、白橙5种花色。

(2) 运动员。北京乒乓球队4名男运动员、4名女运动员, 共计8名(表 1)。

(3) 裁判员9名。国际级裁判长1名, 国际级裁判员4名, 国家级裁判员3名, 国家一级裁判员1名。

(4) 现场观众。有专业队运动经历的现场观众40名, 有乒乓球运动经历但无专业队经历的现场观众120名, 有运动经历但无乒乓球运动经历的现场观众100名, 无运动经历的现场观众32名, 共计292名。

(5) 电视观众。有专业队运动经历的电视观众20名, 有乒乓球运动经历但无专业队经历的电视观众50名, 有运动经历但无乒乓球运动经历的电视观众30名, 无运动经历的电视观众12名, 共计112名。

1.2 测试方法

(1) 模拟正式比赛(比赛现场)。2013年12月19日, 在北京体育大学体育馆模拟正规乒乓球比赛, 比赛现场人员由专业运动员、专业裁判员、现场观众及中央台的工作人员、本研究的测试人员等组成。

(2) 中央电视台模拟转播。中央电视台现场转播系统进行现场直播, 包括超高速摄像机1台, 拍摄频率为600 Hz, 高速摄像机1台, 拍摄频率为75 Hz, 常速摄像机3台, 拍摄频率25 Hz。球馆灯光光照度为2 400 lx, 符合现场电视转播的要求。用5种测试乒乓球进行现场比赛, 用每种球打2局, 同时采用常速、高速、超高速3种不同的方式进行现场直播, 通过电视信号输送到电视上。

(3) 问卷调查。比赛之后要求参加比赛的运动员、裁判员、现场观众和电视观众填写比赛观察效果问卷。共发放问卷420份, 收回问卷420份, 其中有效问卷420份, 回收率和有效率达100%。比赛观察效果实验现场见图 1。

(4) 运动学测试。如图 1所示, 运用2台新高钛(型号:Ⅰ型)高速摄像机(拍摄频率200 Hz)对运动员的动作技术进行运动学三维高速拍摄, 2台摄像机分别位于运动员的右前方和右侧方, 2台摄像机主光轴的夹角大于60°。同时1台超高速摄像机(拍摄频率600 Hz)置于球台的运动员的右前方, 对乒乓球的旋转运动进行拍摄。在正式测试前, 进行了三维框架标定。测试对象为4名北京队男运动员, 测试的动作技术为侧身位正手最大力量拉下旋斜线, 回击同一陪练所供同一落点的下旋球5种测试用球和赛璐珞球各30~40次, 要求运动员力保每次发力一致, 实验场地见图 2。后期数据处理中从每组数据中挑选出20次最符合实验要求的数据。

(5) 数据处理。对调查问卷的结果进行汇总和统计。运用北京体育大学运动生物力学实验室“视讯运动视频分析系统”对运动学数据进行处理, 获取乒乓球的三维速度和转速的指标数据, 对运动学数据进行配对t检验。

2 结果与分析 2.1 击打花色塑料乒乓球的观察效果

(1) 花色塑料乒乓球使用效果及改革的必要性。对8名运动员、9名裁判员、292名现场观众和112名电视观众的调查结果显示, 调查对象均感觉使用花球明显不同于白球。当运动员第1次使用花球练习时, 现场观众爆发出惊讶的声音, 效果可见一斑。所有运动员和裁判员及大部分现场观众(75.0%)和电视观众(82.1%)认为花球比赛效果明显。进一步分析发现认为区别不大的观众均为坐在后排的观众。改革的反对声音主要来自于运动员:62.5%的运动员、30.4%的电视观众、25.3%的现场观众认为没有必要进行花色塑料乒乓球的改革。这是由于乒乓球是一项精细运动, 任何一项乒乓球规则的改革都会对不同打法类型、不同运动水平运动员的训练和比赛带来不同程度的影响, 有些优秀运动员很可能因为不能尽快适应新规则的改变而不得不选择退役。如直板快攻结合弧圈打法的前世界冠军刘国梁于2002年26岁时选择了退役, 其退役的原因与大球的使用有一定的关系。笔者认为, 只要选择合理、科学的色彩搭配的花色乒乓球, 乒乓球运动员会从为了提高乒乓球比赛观赏性的大局出发, 支持花色塑料乒乓球的改革。

(2) 运动员对花色塑料乒乓球击球效果的感觉。在花色塑料乒乓球与赛璐珞的速度比较方面, 37.5%的运动员认为速度有所下降, 有12.5%运动员认为速度变快, 50.0%的运动员认为速度没有变化; 当比较2种材质乒乓球的转速时, 有75.0%的运动员认为转速有所下降, 有25.0%的运动员认为旋转更快; 有37.5%的运动员认为使用花色塑料乒乓球能够提升对旋转的判断, 而另外62.5%的运动员认为无差异; 所有运动员均认为使用花色塑料乒乓球会对击球感觉造成影响。

这表明运动员第一次使用花色塑料乒乓球还非常不适应:一方面是材质的变化造成球的弹性下降、旋转下降、声音变弱等都影响运动员回球的感觉; 另一方面不同颜色的花球也分散了运动员的注意力, 造成运动员失误增多。由于运动员习惯于打单色赛璐珞球, 且运动员通常是根据对方运动员触球瞬间的动作判断来球的旋转, 运动员对于花色球这一新异刺激还未适应, 还未建立通过颜色的变化判断乒乓球的旋转这一条件反射。可以推测, 经过一段时间的练习以后, 待运动员适应了花色乒乓球, 运动员将会对花色乒乓球是否有助于判断旋转有一个新的认识, 这需要下一步深入研究。

(3) 观众、裁判员对花色塑料乒乓球比赛的感觉。在旋转判断上, 观众和裁判员的感觉与运动员的感觉并不相同, 75.0%的裁判员和70.2%的现场观众、72.3%的电视观众认为花色塑料乒乓球有助于运动员判断旋转。回合数是影响比赛精彩程度和观赏性的一个重要因素。裁判员、现场观众与电视观众(分别占37.5%、33.2%、37.5%)均认为花球未使比赛的回合明显增加, 但这一现象可能是暂时的, 待运动员适应了花色塑料乒乓球后会逐步增加乒乓球的回合, 提升乒乓球比赛的观赏性。

(4) 花色塑料乒乓球对提高乒乓球比赛观赏性的影响。目前乒乓球比赛现场观众不足是困扰业内人士的主要问题之一。87.5%的运动员、87.5%的裁判员、71.9%的现场观众、61.6%的电视观众, 认为花色塑料乒乓球可以提高比赛的观赏性, 改革值得尝试。少部分离场地较远的观众依然感受不到这一变化, 现场的大频幕展示在一定程度上可以弥补这一不足。

(5) 花色塑料乒乓球的电视转播效果。花色塑料乒乓球在电视转播时效果显著, 特别是进行慢镜头回放时, 球的弧线和旋转清晰可见。电视观众认为在正常播放和慢放时视觉效果突出(分别占82.1%、83.9%)、旋转清晰可见(占75.0%), 这正是这项改革需要达到的目的。乒乓球与其他隔网对抗项目的最大区别就是球的旋转, 它既是乒乓球的魅力所在, 但同时又是一部分观众因不了解乒乓球旋转的奥秘而“止步”的一个原因。

(6) 花色塑料乒乓球颜色的选择。花色塑料乒乓球颜色的选择正确与否能这项改革是否成功的关键。100.0%的运动员和裁判员、60.7%的电视观众、44.5%的现场观众选择了白色和橙色相间的花色塑料乒乓球。白色和橙色是乒乓球比赛用球的颜色, 裁判员和运动员对此不陌生, 这2个颜色对他们视觉习惯的挑战不强烈, 因此他们可以接受。黑色不反光, 现场观众可以明显地感受到颜色的变化, 但裁判员认为因为对球的方位判断不稳, 黑色朝向不利于判断擦边球和擦网球, 运动员则认为黑色球的旋转过于强烈, 常常导致判断失误; 单纯的白橙相间的乒乓球常常会依据旋转的不同而产生不同中间色, 因此, 白橙相间带有黑条的乒乓球是目前实验的5种球中最佳的颜色选择。

2.2 塑料球与赛璐珞球的击球速度和转速比较

(1) 出手球速。本文分析的球速指乒乓球平动的三维合速度。从表 2可以看出, 经t检验, 4名运动员正手拉下旋球时, 塑料乒乓球的出手球速(18.40±0.05) m/s与赛璐珞乒乓球的出手球速(18.86±0.06) m/s差异不显著, 塑料乒乓球的出手速度略有下降。从运动员各自的数据也可以看出这种变化趋势。

(2) 球落台后反弹速度。从表 3可以看出, 经t检验, 4名运动员正手拉下旋球时, 乒乓球到对方球台的反弹球速, 塑料乒乓球的反弹球速(12.64±0.06) m/s小于赛璐珞球的反弹球速(14.34±0.05) m/s, 差异显著。从4名运动员各自的数据显示出了相同的变化趋势。

(3) 出手转速。4名运动员正手拉下旋球时, 塑料乒乓球的出手转速(132.9±10.8) r/s与赛璐珞乒乓球的出手转速(128.4±13.1) r/s相比, 差异不显著, 但塑料乒乓球的出手转速略有下降。

(4) 综合分析。结合表 2~3可以看出, 男子乒乓球运动员使用新型材质的塑料乒乓球正手拉下旋球时, 出手时的球速和转速与赛璐珞乒乓球相比变化不明显。只是数值上略有下降, 但差异不显著。出手时的球速在18.5 m/s左右, 转速在130.0 r/s左右。

乒乓球在空中飞行一段时间到达对方球台后, 塑料乒乓球的球速下降明显, 从赛璐珞乒乓球的14.34 m/s下降到12.64 m/s。对于乒乓球旋转速度飞行一段时间到对方球台的变化, 由于超高速拍摄所限制(定焦为出手前后, 到了反弹点画面模糊, 无法识别转速)未计算出来, 从球速的下降可推测转速也会下降, 还待今后进一步深入研究。数据表明, 材质的改变对于出手球速和旋转强度的影响不大, 这是由于运动员的挥拍技术并未改变, 运动员挥拍速度和发力的方向也未变化。虽然新型塑料乒乓球的弹性与赛璐珞球相比有所降低, 但还不至于对出手球速和转速有显著影响。

新型材料的塑料乒乓球的另外一个变化是球体增大。自2000年10月1日起国际乒乓球联合会实施大球改革(直径由38 mm改为40 mm), 乒乓球进入了“大球时代”。大球的最初规格要求直径应为40 mm, 但是实际生产的乒乓球几乎都在39.5 mm左右。国际乒乓球联合会近期出台的非赛璐珞乒乓球技术检测标准规定, 非赛璐珞乒乓球的最小直径必须为40 mm, 最大直径不得超过40.60 mm。非赛璐珞球的直径必须在40 mm以上, 小于40 mm的乒乓球将不复存在。这意味着塑料乒乓球的体积比原来的赛璐珞球有所增大。由于球体的增大, 会增大乒乓球飞行中空气的阻力, 降低乒乓球的速度和转速。从乒乓球到对方球台反弹后的速度变化显著可以得到验证。

由于塑料乒乓球反弹后速度明显降低, 使得反弹后的第2弧线的弧线高度和前进的远度均有所降低, 故运动员感觉到击打塑料乒乓球时击球点需要提前。同时, 为了击出与原来赛璐珞球威胁相同的球, 运动员必须增大动作幅度, 以提升塑料乒乓球的出手速度和转速, 使到达对方球台反弹后的速度和转速与原来赛璐珞球相同。使用新型塑料材质的花色乒乓球, 可使反弹后球速及旋转降低, 这在一定程度上可以帮助观众和运动员更加清晰地看清乒乓球的旋转, 从而进一步提升乒乓球比赛的观赏性。

2.3 花色塑料乒乓球的使用效果

本实验结果所推荐使用的橙白双色带黑条的花色塑料乒乓球已被中国乒乓球协会所接受, 并成功用于2014年中国乒乓球超级联赛总决赛和全国第12届学生运动会, 使用效果显示, 该球便于观众看清球的旋转轨迹, 且被运动员所接受。本研究成果在2015年苏州世界乒乓球锦标赛期间已递交给国际乒乓球联合会, 将成为国际乒乓球联合会下一次改革的方向和重要依据。

3 结论

(1) 运动员、裁判员、现场观众和电视观众普遍认为花色乒乓球能够提高比赛的观赏性。

(2) 白橙双色带黑条的花球是较理想的颜色选择。

(3) 与赛璐珞球相比, 运动员使用新型材质的花色塑料乒乓球正手拉下旋球时, 乒乓球在空中飞行一段时间到达对方球台后球速明显降低。