全红婵在空中转圈的时候，睁眼了吗？

无为

　　近日，全红婵和陈芋汐在巴黎再次上演“水花消失术”，毫无悬念包揽金银！标准的翻腾动作、近乎完美的水花，中国跳水队再次展示自己的绝对实力。

图源：新华社

　　除了跳水，竞技体操、蹦床等项目也常见旋转动作，高分标准包括空中翻转完美，以及最后稳稳落地或者压低水花。而保持竖直落准的关键，除了控制身体姿态的能力，视觉也是辅助选手在飞行阶段找准位置、准备精确着陆的重要条件之一。

　　那么，运动员们在空中翻腾的时候到底在看哪里？

视觉重要，但前半程不是重点

　　先来看看选手做最基础的后空翻时眼中的世界，也就是跳起后围绕身体横向轴线向后旋转 360° 后落地的过程。这个动作的平稳落地需要视力辅助，特别是在翻转的后半段。

　　一项研究用开灯和关灯来控制体操运动员的视觉，对比了不同条件下的后空翻动作。结果发现，相对于全程关灯看不到东西或仅前半程开灯，运动员在全程开灯及仅后半程开灯的情况下落地更加稳定。也就是在后空翻的后半段看到周围环境，可以帮助定位及准备着陆。

　　既然视觉重要，接着有研究者详细地记录了 11 名体操选手后空翻的姿态、头的位置，以及目光注视的方向。从起跳到落回蹦床上，运动员前额处摄像机记录下的景象是这样的：

1~5 依次是从起跳到落回的过程，上排为侧方摄像机记录图像（蓝线表示视线方向），下排为选手前额摄像机记录图像（红点表示注视位置）

　　在前半段，从起跳到身体基本平行地面的过程中，体操运动员的眼球运动有所不同（上图 1~2）。其中 4 名运动员在起跳后眼睛立即向上看，注视着天花板；4 名运动员在动作前半段一直向下看；还有 3 人起跳后立即闭上了眼睛。

　　结合之前的研究，后空翻前半程的视觉对于控制动作可能不那么重要。

后半程紧盯落点前方

　　但到了后半程，所有运动员的眼球移动形式非常类似，全都紧盯在蹦床上的某一个固定点，并保持注视直到着陆。

　　也就是到达上图位置 3 之后，运动员眼球会明显向上移动，直到找准蹦床上的固定注视点，这通常发生在整个后空翻动作完成了 60%的时候（上图 4）。此时，运动员额前摄像机中出现的是下图最左侧画面。

从找到注视点到落回蹦床，固定于运动员前额的摄像机记录下来的画面，红点表示注视位置

　　接下来随着身体逐渐转回到竖直姿势，头部也向后旋转，摄像机中的图像从蹦床转向前方的垫子。同时，运动员的眼球向着与头部相反的方向转动，目光不断下移，使注视位置始终停留在上图的红点处，直到重新降落回蹦床上。

　　在整个后空翻过程中，运动员目光停留在红点上的时间超过 300 毫秒，这是用眼球向下转抵消头部旋转来实现的。至于这个固定点的位置，平均位于着陆点的前方 143 厘米。虽然每次的着陆点稍有区别，但多数运动员都会紧盯在蹦床中间红十字和床的前缘之间。

　　这项研究中，国家级别的体操运动员在后空翻完成 47.1%时开始紧盯固定点，而更高水平的国际级别选手于完成 52.9%时开始，延迟了 78 毫秒。这可能是因为顶尖运动员需要的视觉定向时间更短，而且动作比较稳定，需要进行的调整更少。

　　当然，实际比赛中的动作比单独一个后空翻复杂很多，但运动员们通常也会试图将目光固定在特定位置，例如蹦床、体操场地上的地板或跳水水池的水面，利用视觉提供的信息来调整身体姿态，更好地完成空中动作并定位落点。

更复杂转体时的视线方向（黑色线）

盯得紧，是天生的还是练出来的？

　　上面这种移动眼球来抵消头部运动的现象，类似于与生俱来的前庭-眼动反射，这是保证人们活动时眼中景象稳定的重要反射之一。

　　如果走路时将摄像机固定在前额，你会发现记录下来的画面非常摇晃，分辨不清眼前的物体。实际眼中景象基本稳定的原因是人体自动开启了“防抖功能”：利用内耳里面的感受器分辨运动方向和幅度，把这些信息通过反射通路传递到眼睛周围的肌肉，让眼球与头部运动方向相反，抵消走动带来的晃动。

头向一侧转动时，眼睛自动转向另一侧 

　　另外，还有很多其他调节系统连接着眼睛、头部和身体，帮助人们在各种运动中维持眼前景象平稳清晰、平顺地追踪感兴趣的物体，以及定位身体和调整姿态。

　　眼球运动不是一个简单反射或大脑指令所能控制的，而是经过多个感官输入、计算和复杂处理后得出的综合结果。有些情况下，各个系统对眼球的作用方向是互相矛盾的，这时还需要主动控制来决定起主导作用的功能。

　　因此，做简单动作时人体天生的功能就足以维持视觉协调，但对于后空翻等复杂动作的控制，还需要长期多次重复的练习来磨合各个系统，才能最终达到完美的效果。 

来源：科普中国

编辑：魏晓丽

审校：王然

查看原文 原文转载自微信公众号,著作权归作者所有