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Kamera läuft

3D-Bewegungsanalyse in der Sportwissenschaft

Alessa van Haren, ganz in schwarz, befestigt kleine weiße Styroporkugeln mit Klettverschluss an Ellenbogen, Fußgelenken, Knien, Schultern, Hüften, eine sitzt sogar mitten auf der Stirn. Der merkwürdige Aufzug ist notwendig, damit eine spezielle Software später auf Filmbildern von ihr die entsprechenden Punkte identifizieren und zu einem Strichmännchen verbinden kann. „Eigentlich ein Strichfrauchen“, sagt Dr. Stephan Babiel von der Fakultät für Sportwissenschaft. Er betreut die Versuche mit der 3D-Analyse-Software, die die Fakultät angeschafft hat.

Sie läuft auf sechs Rechnern in einem kleinen Arbeitsraum, der voll ist mit allerlei Apparaturen. Da gibt es eine Art Wackelbrett, auf dem es gilt, das Gleichgewicht zu halten, ein Vibrationstrainingsgerät, das die Muskeln trainieren soll und so oder ähnlich auch in vielen Fitnessstudios steht, eine dreieckige Platte mit bunten Karos, die zunächst rätselhaft aussieht, sich dann aber als Mittel zur Bestimmung des Körperschwerpunkts entpuppt. „Wenn man unter die Spitzen des Dreiecks Personenwaagen stellt und sich dann eine Versuchsperson auf die Platte legt oder stellt, kann man anhand der Anzeigen auf den Waagen berechnen, wo sein Körperschwerpunkt ist“, erklärt Stephan Babiel. Die Software kann das allerdings auch; sie braucht dazu ein Kamerabild von der Person und Markierungen an den Gelenken, wie sie auch der schwarze Anzug von Alessa van Haren hat. „Es gibt da verschiedene Möglichkeiten, die die Studierenden hier kennen lernen sollen“, so Babiel.

WackelplatteEr bietet die Arbeit mit der 3D-Software im Masterstudium an. Alessa van Haren und Kommilitone Torsten Pahlkötter haben im letzten Semester teilgenommen und verfolgen jetzt eigene Projekte. Alessa analysiert die Bewegungen von Weitspringern während des Absprunges, Torsten die von Fußballspielern, konkret den Schuss mit dem rechten und dem linken Fuß im Vergleich. Die Analysegerätschaften mit nach draußen zu nehmen, ist im Prinzip kein Problem. Man muss vor dem Start der ersten Aufzeichnung lediglich einmal das ganze System kalibrieren. Das geht, indem man zum Beispiel einen Käfig ins Bild stellt, dessen Stangen je genau einen Meter lang sind. Daran kann sich dann die Software orientieren, wenn sie die Bilder der zwei Kameras in Übereinstimmung bringt, welche die dreidimensionale Analyse möglich machen. Damit auch zeitlich alles stimmt, muss man ein optisches Startsignal geben, das in beiden Bildern zu sehen ist, etwa in die Hände klatschen oder eine LED-Lampe schalten. Dann kann es losgehen. Für die Arbeit draußen nutzen die Sportwissenschaftler dabei einen Rechner, der in eine rollbare Holzkiste eingebaut ist. Vor zehn Jahren hat Stephan Babiel sie und Teile der Messgeräte selbst zusammen gebaut, und sie steckt voller Technik. Telemetriegerätschaften, Messgeräte, Kabel und Sensoren, alles was man braucht. „In meiner Doktorarbeit habe ich damit Skilangläufer analysiert“, erklärt er. Der Rechner wurde inzwischen erneuert, ansonsten tut die Kiste prima ihren Dienst.

Inzwischen ist alles aufgebaut, und Alessa besteigt die Vibrationsplattform, Stephan Babiel bringt die Kamera in Position. Jetzt wollen sie testen, ob die Styroporkugeln tatsächlich von der Software erkannt werden. Das würde einige Arbeit ersparen, denn bislang mussten die Bilder per Hand nachbearbeitet werden. Wenn die Punkte einmal erkannt sind, kann der Rechner neben dem Verlauf des Körperschwerpunkts beispielsweise die Beschleunigung einzelner Punkte oder Gliedmaßen oder auch Gelenkwinkel berechnen.

Damit demnächst noch mehr Studierenden in den Genuss der 3D-Analyse kommen können, sollen noch ein paar Arbeitsplätze mehr angeschafft werden. Ob die dann alle in den Raum passen, ist fraglich. „Das kann schon mit zwölf Leuten an sechs Rechnern ganz schön eng werden“, sagt Stephan Babiel. Aber im Zuge der Campussanierung wird vielleicht ohnehin bald vieles anders, das Schicksal des Universitätshochhauses West scheint ungewiss. Bis dahin geht es ja ohnehin häufig ins Freie. md

Bild:
Dr. Stephan Babiel mit Alessa van Haren im schwarzen Dress auf der Wackelplatte. Der Computer in der Kiste werten ihre Bewegungen aus. Foto: Marion Nelle