世 界 ランキング50 位 以 内 のテニスプレーヤーの 国 際 大 会 における サービス 回 転 量 について 村 松 憲 1), 池 田 亮 2), 高 橋 仁 大 3), 道 上 静 香 4), 岩 嶋 孝 夫 5) 6), 梅 林 薫 1) 慶 應 義 塾 大 学 2) 日 本 テニス 協 会 3) 鹿 屋 体 育 大 学 4) 滋 賀 大 学 5) 東 京 都 市 大 学 6) 大 阪 体 育 大 学 キーワード: 高 速 度 カメラ, 回 転, テニス, サービス, 世 界 トップレベル 要 旨 テニスの 指 導 現 場 やテニス 雑 誌 テレビの 試 合 放 送 などでたびたび サービスに 回 転 をかける 良 く 回 転 がかかっている といった 表 現 が 使 われる サービスにスピードだけでなく 回 転 も 重 要 な 要 素 であることは 広 く 理 解 されている ところが 世 界 トップレベルの 選 手 の 試 合 におけるサービスの 回 転 量 を 測 定 した 研 究 は 我 々の 調 査 の 及 ぶ 範 囲 では 全 く 報 告 されていない 2009 年 に 行 われたテニスの 国 際 大 会 において 世 界 ランキング 50 位 以 内 の 男 子 選 手 8 名 の サービスを 高 速 度 カメラで 撮 影 ( 主 として 毎 秒 2000~3000 フレーム 一 部 毎 秒 1000 フレーム)し ボールの 回 転 量 を 測 定 した その 結 果 1st サービスの 回 転 量 は 概 ね 毎 分 1000~3500 回 転 2nd サービスは 同 じく 3000~5000 回 転 程 度 の 中 に 分 布 していた また 1st サービスは 2nd サービスよ りも 各 選 手 内 で 回 転 量 の 変 動 幅 が 大 きいこと 身 長 が 高 い 選 手 ほど 1st サービスにおいて 回 転 量 の 変 動 幅 が 大 きい 傾 向 が 見 られた 今 後 高 速 度 カメラが 普 及 することが 予 想 され 本 研 究 はその 際 の 比 較 データとしても 重 要 な 役 割 を 持 つと 考 えられる スポーツパフォーマンス 研 究,2,220-232,2010 年, 受 付 日 :2010 年 7 月 5 日, 受 理 日 :2010 年 12 月 1 日 責 任 著 者 : 村 松 憲 慶 應 義 塾 大 学 体 育 研 究 所 223-8521 神 奈 川 県 横 浜 市 港 北 区 日 吉 4-1-1 mura@z7.keio.jp - - - - - Ball spin in the serve of the world's top 50 tennis players at an international tournament 220
Tadashi Muramatsu 1), Ryo Ikeda 2), Hiroo Takahashi 3), Shizuka Michikami 4), Takao Iwashima, 5), Kaoru Umebayashi 6) 1) Keio University 2) Japan Tennis Association 3) National Institute of Fitness and Sports in Kanoya 4) Shiga University 5) Tokyo City University 6) Osaka University of Health and Sport Sciences Key Words: high speed camera, ball spin, tennis, serve, world's top ranked tennis players [Abstract] Tennis coaches, tennis magazines, and TV tennis programs often use expressions such as put a spin on the serve and good spin. It is widely understood that not only the ball speed but also its spin is important in the serve. However, the present authors could not find any published research that measured the amount of ball spin of the service in the tennis games of the world's top-ranked players. The amount of ball spin of eight male players ranked in the world's top 50 at an international tennis tournament in 2009 was measured with a high speed camera (mainly 2000-3000 frames per sec, partly 1000 frames per sec). It was found that the amount of ball spin was distributed in the range of 1000-3500 rpm in the first serve, and 3000-5000 rpm in the second. Fluctuations in amount of ball spin in the first serve were bigger than in the second, and the fluctuations were greater in the taller players. In the future, it is expected that use of high-speed cameras will expand, so that the data from the present study will be useful at that time as a basis for comparison.
Ⅰ. 問 題 提 起 と 目 的 テニスのサービスにおいて ボールに 回 転 をかけることは 多 くの 選 手 指 導 者 にとって 大 きな 関 心 事 の 一 つである 最 近 のテニス 雑 誌 の 表 紙 を 見 ても スピンサーブでしっかり 回 転 をかける10ポイン ト (テニスクラシックブレイク 2010 年 3 月 号 ) 落 ちるスピン& 切 れるスピン (テニスクラシックブレイ ク 2010 年 2 月 号 ) とにかく 入 れたい 人 の スライス スピードもパワーも 欲 張 りたい 人 の トップス ライス (T.Tennis 2010 年 05 月 号 )など サービスに 回 転 をかけることの 関 心 の 高 さがうかがえる 名 著 として 現 在 まで 広 く 読 まれている チルデンのベター テニス (チルデン,1980)では フラットサ ービス( 回 転 をあまりかけないサービス)について この 型 はいかなるスピードをもコントロールできる 背 の 高 い 人 だけのものである 背 の 低 いプレーヤーや 女 子 が 用 いてもあまり 価 値 がない と 書 かれ ている また サービスに 関 する 執 筆 の 多 い 堀 内 昌 一 氏 は 最 近 の 著 書 ( 堀 内 ほか,2008)の 中 で 今 は かつてのような フラットサービスが 基 本 ではなく スピンサービスが 基 本 なのです と 述 べ ている またその 理 由 として スピンサービスこそ 回 転 量 スピード 深 さをコントロールできる そ れにより 相 手 はリターンするときに 時 間 差 を 感 じて バウンドがイレギュラーして リターンしにくいボ ールであると 感 じます と 述 べている このように サービスに 回 転 をかけることの 重 要 性 は 広 く 認 識 されているものの 実 際 にどの 程 度 回 転 がかかっているのか という 点 について 具 体 的 な 報 告 は 非 常 に 限 られている( 桜 井 ほ か,2007; Sakurai et al.,2007) tennis と spin をタイトルに 含 む 論 文 ( table tennis を 含 む 論 文 を 除 く)は 2010 年 4 月 現 在 SPORTDiscus with Full Text というデータベースで 11 件 同 じく Physical Education Index では 13 件 Science Direct では 同 じく1 件 あった しかしながら いず れも 試 合 におけるデータではなく また 世 界 トップレベルの 選 手 を 対 象 としたデータではなかった プロ 選 手 を 対 象 とした 報 告 ( 桜 井 ほか, 2007; Sakurai et al.,2007)もあったが ボールに 小 さなマー カーをつけてサービスを 打 つなど 実 際 の 試 合 とは 大 きく 異 なる 環 境 での 調 査 であった 世 界 トップ レベルの 選 手 の 試 合 におけるサービスの 回 転 量 を 測 定 した 研 究 は 我 々の 調 査 の 及 ぶ 範 囲 では 全 く 報 告 されていない 本 研 究 の 目 的 は 世 界 トップレベルの 選 手 が 打 つサービスの 試 合 中 の 回 転 量 について 測 定 検 討 することである 具 体 的 には 1) 世 界 トップレベルの 選 手 のサービスの 回 転 量 はどの 程 度 なのか 2)1st サービスと 2nd サービスの 回 転 量 は 大 きく 異 なるのか 3) 各 選 手 はサービスに 回 転 量 の 変 化 をどの 程 度 与 えているのか( 変 動 幅 はどの 程 度 か) またそれは 1st サービスと 2nd サービスとで 異 な るか 4) 選 手 の 身 長 と 回 転 量 との 間 に 何 らかの 関 係 があるのか などの 点 に 着 目 した 最 近 高 速 度 カメラが 個 人 でも 購 入 できるほど 普 及 してきたため 選 手 のサービスの 回 転 量 を 測 定 することも 可 能 になりつつある トップ 選 手 のサービス 回 転 量 を 把 握 することで 指 導 の 現 場 にとって 有 用 な 指 針 になると 考 えられる Ⅱ. 方 法 1. 対 象 とした 選 手 大 会 221
対 象 とした 選 手 は シングルスの 世 界 ランキング(ATP ランキング)が 試 合 当 日 に50 位 以 内 であ る 男 子 選 手 8 名 であった ランキングは ATP World Tour のホームページ (http://www.atpworldtour.com/rankings/singles.aspx)から 得 た 対 象 とした 大 会 は 2009 年 楽 天 ジャパンオープン( 男 子 の 賞 金 総 額 は 122 万 6500 ドル)であった 大 会 主 催 者 である( 財 ) 日 本 テニス 協 会 に 撮 影 の 許 可 を 得 た 開 催 地 は 東 京 の 有 明 コロシアムであった 2. 高 速 度 カメラ 有 明 コロシアム 内 のベースライン 後 方 で 前 から 10 列 目 から 12 列 目 の 場 所 に カメラピットと 呼 ばれる 撮 影 のための 場 所 がある コロシアムの 最 後 列 が 32 列 であるので 概 ね 前 から3 分 の1に 位 置 するこのカメラピットに 高 速 度 カメラ(Ditect 社 HAS-D3)を 三 脚 パソコンとともに 設 置 した ( 図 1:コロシアムの 配 置 図 図 2: 高 速 度 カメラの 写 真 ) カメラには2GBのメモリーが 内 蔵 されており 撮 影 のたびにこのメモリーに 映 像 が 記 録 される 記 録 された 映 像 はパソコンに 転 送 し ハードディスクに 保 存 する ファイル 形 式 は AVI であった ハー ドディスクに 保 存 後 新 たに 映 像 を 撮 影 する 際 にはカメラのメモリーを 上 書 きする 図 1 有 明 コロシアムにおける 高 速 度 カ メラの 設 置 場 所 とカメラの 向 き 図 2 撮 影 に 用 いた 高 速 度 カメラ 一 式 カメラとノートパソコンがケーブルで 接 続 されている 3. 撮 影 ボールの 回 転 を 映 像 から 正 確 に 計 測 するためには ボールをなるべく 大 きくとらえることが 必 要 で ある ただし 撮 影 中 にカメラを 動 かして 高 速 で 移 動 するボールを 追 うのが 困 難 なため カメラは 固 222
定 した そのため サービスのインパクト 後 しばらくボールの 挙 動 を 追 えるよう 撮 影 範 囲 を 考 慮 した フレームレート(1 秒 あたりのフレーム 数 単 位 は fps)は 2000fps または 3000fps( 一 部 1000fps)とし た シャッタースピードについては その 時 の 試 合 会 場 の 明 るさによりなるべく 速 い 速 度 を 選 んだが ブレを 防 ぐため 遅 くても 1/2000 秒 とした このため 場 合 によっては 映 像 が 暗 くなり ボールの 回 転 を 鮮 明 にとらえることが 出 来 ない 場 合 もあった その 場 合 には 測 定 対 象 から 除 外 した 撮 影 の 際 に は ストップトリガー をセットした すなわち 選 手 がサービスを 打 ち 終 わった 直 後 にボタンを 押 すこと で その 直 前 の 動 画 がメモリーに 記 録 される 記 録 時 間 は 1000fps( 解 像 度 は 1280 1024)の 場 合 1.63 秒 2000fps( 解 像 度 は 800 600)の 場 合 2.23 秒 3000fps( 解 像 度 は 640 480)の 場 合 2.32 秒 であった 記 録 はサービスがサービスコート 内 にバウンドしたものに 限 定 した(フォルトのサ ービスは 記 録 しなかった) 表 1に 高 速 度 カメラ(HAS-D3)の 仕 様 を 示 す 表 1 高 速 度 カメラ HAS-D3 (ディテクト 社 製 )の 仕 様 ( 左 )と 各 フレームレートにおける 画 像 時 間 と 録 画 時 間 4. 回 転 量 の 計 測 試 合 で 使 用 されたボールには 大 会 スポンサーのロゴとボールのブランドのロゴが 大 きく 入 ってい た この2つのロゴを 目 印 に ボールが1 回 転 するのに 要 する 時 間 を 計 測 した この 時 間 は 毎 秒 何 フレームなのかを 考 慮 して 計 測 した 図 3を 用 いて 計 測 方 法 を 具 体 的 に 説 明 する 図 3は 大 会 スポンサーのロゴが1フレームごとに 少 しずつ 移 動 していく 様 子 を 示 している ここではaフレーム 目 (フレーム 番 号 4)を1 回 転 目 のスタートとする a フレーム 目 から 徐 々にロゴが 移 動 し その 後 b フレーム 目 (フレーム 番 号 41)で 再 びaフレーム 目 の 位 置 に 一 番 近 い 場 所 に 到 達 した 様 子 がわかる a フレーム 目 に 一 番 近 いかどうかについては 目 視 によって 定 めた この 例 の 場 合 b フレーム 目 (フレーム 番 号 41)と a フレーム 目 (フレーム 番 号 4)のフレーム 数 の 差 は 37 であった すなわち 37 フレームで1 回 転 したと 考 えられる この 映 像 は 3000fps であったので 37 フレームは 37/3000 秒 すなわち 約 0.0123 秒 に 相 当 する 従 って 1 分 間 での 回 転 量 は 約 60/0.0123 すなわち 約 4878rpm(rpm: 1 分 間 あたりの 回 転 数 )と 計 算 できる 映 223
像 から 1 回 転 目 のみならず 2 回 転 目 3 回 転 目 が 確 認 できた 場 合 上 記 と 同 様 の 手 順 で2 回 転 するのに 要 したフレーム 数 3 回 転 するのに 要 したフレーム 数 をそれぞれ 求 め そこから 1 分 間 あた りの 回 転 量 を 求 めた これは 少 しでも 回 転 量 の 読 み 取 り 誤 差 ( 下 記 参 照 )を 少 なくするためであ る 図 3 映 像 から 回 転 量 を 求 める 方 法 ボールの 回 転 はボールに 印 字 されたマークによって 判 断 する aフレーム 目 (4フレーム 目 )を 基 準 にすると bフレーム 目 (41フレーム 目 )で1 周 したと 考 えられる この 際 のフレーム 差 (b a)から 時 間 を 割 り 出 し 毎 分 当 たりの 回 転 量 を 算 出 する なお 1 回 転 目 に 比 べて 2 回 転 目 あるいは 3 回 転 目 において 回 転 速 度 が 低 下 する 傾 向 はま ったく 見 られなかった 実 際 の 動 画 を2つ 示 す( 動 画 1: 回 転 量 が 1333rpm のサービス 動 画 2: 回 転 量 が 4800rpm のサービス) 5. 映 像 を 読 み 取 る 際 の 再 現 性 の 計 測 2 種 類 の 方 法 で 確 認 した まず3つのサービス(3つの 映 像 )について5 回 ずつ 1 回 転 するのに 要 するフレーム 数 を 計 測 した その 結 果 表 2のように 計 測 毎 の 誤 差 は 最 大 1フレームで 変 動 係 数 ( 標 準 偏 差 を 平 均 値 で 除 した 値 )は 最 大 0.012 であった 次 に5つのサービス(5つの 映 像 )につい て 1 度 目 の 測 定 から1ヶ 月 以 上 間 隔 を 空 けて 再 度 計 測 を 行 った( 表 3) その 結 果 2 度 の 測 定 の 差 異 は 最 大 で1フレーム 変 動 係 数 は 最 大 0.0049 であった このように 映 像 を 読 み 取 る 際 の 再 現 性 が 非 常 に 高 かったことから 映 像 を 読 み 取 る 際 の 誤 差 は 非 常 に 小 さいと 考 えられる 224
表 2 3つのサービス(サービス A~C)の 回 転 量 をそれぞれ 5 回 測 定 した 際 の 再 現 性 サービスA~C は3000fps で 撮 影 した 変 動 係 数 : 標 準 偏 差 を 平 均 値 で 除 した 値 表 3 1ヶ 月 以 上 の 間 隔 をあけて2 回 測 定 した 場 合 の 測 定 の 再 現 性 5つのサービスについて サービスA~D は3000fps で 撮 影 した サービスE は 同 じく2000fps 変 動 係 数 : 標 準 偏 差 を 平 均 値 で 除 した 値 Ⅲ. 結 果 各 選 手 ( 選 手 A~H)の 1st サービスと 2nd サービスの 回 転 量 を 図 4に 示 す 図 中 赤 い 丸 が1st サービス 青 い 四 角 が 2nd サービスを 示 し 1つのプロットが 1つのサービスの 回 転 量 を 示 す た だし まったく 同 じ 回 転 量 のサーブが 含 まれている 場 合 1つのプロットが 複 数 のサービスを 示 してい 225
ることもある トップ 選 手 のサービス 回 転 量 が 概 ね 1st サービスは 1000~3500rpm 2nd サービス は3000~5000rpm の 中 に 分 布 していることがうかがえる なお 各 選 手 の 平 均 回 転 量 を8 名 につ いて 平 均 した 値 は 1st サービスが 2219rpm 2nd サービスが 3838rpm であった 図 4 8 名 の 選 手 ( 選 手 A~H)の1stサービス 2ndサービスの1 分 間 あたりの 回 転 量 赤 い 丸 が1st サービス 青 い 四 角 が2nd サービスを 示 す 1つのプロットが 1つのサ ービスの 回 転 量 を 示 す ただし まったく 同 じ 回 転 量 のサーブが 含 まれている 場 合 ひとつのプロットが 複 数 のサービスを 示 していることもある 1. 1st サービスと 2nd サービスの 比 較 図 5は 1st サービスと 2nd サービスの 回 転 量 を 比 較 している 各 プロットは8 名 の 選 手 それぞれ の 平 均 値 を 示 す 1st サービスと 2nd サービスには 回 転 量 に 顕 著 な 差 異 がみられた 図 6は 1st サービスと 2nd サービスの 各 選 手 内 の 回 転 量 の 変 動 幅 (ここでは 標 準 偏 差 としてあらわしている)を 示 す 全 体 として 1st サービスのほうが 2nd サービスよりもばらつきが 大 きい 傾 向 が 見 られた 2. 身 長 による 違 い 図 7は 各 選 手 の 身 長 と1st サービスの 平 均 回 転 量 の 関 係 を 示 す 図 8は 同 じく 2nd サービス についての 関 係 を 示 す 1st サービス 2nd サービスともに 身 長 が 高 いほど 回 転 量 が 少 ない あ るいは 逆 に 身 長 が 高 いほど 回 転 量 が 多 い という 傾 向 は 見 られなかった 図 9は 各 選 手 の 身 長 と1st サービス 回 転 量 の 標 準 偏 差 との 関 係 を 示 す 身 長 が 高 い 選 手 ほど 1st サービスの 回 転 量 の 変 動 幅 が 大 きい( 回 転 量 の 少 ないサーブと 多 いサービスを 幅 広 く 打 ち 分 226
けている)という 傾 向 がみられた 図 10は 同 じく 2nd サービスにおける 関 係 である 2nd サービス の 場 合 1st サービスのような 傾 向 は 見 られなかった 図 5 1st サービスと2nd サービスの 回 転 量 の 比 較 各 プロットは 8 名 の 選 手 それぞれの 平 均 値 を 示 す 図 6 1st サービスと 2nd サービスそれぞれ の 変 動 幅 ( 標 準 偏 差 ) 図 7 各 選 手 の 身 長 と 平 均 1st サービス 回 転 量 との 関 係 図 8 各 選 手 の 身 長 と 平 均 2nd サービス 回 転 量 との 関 係 Ⅳ. 議 論 本 研 究 は 世 界 トップクラスの 選 手 の 国 際 大 会 におけるサービスの 回 転 量 を 計 測 した いくつか の 角 度 から 結 果 等 について 検 討 を 加 えたい 1. 本 研 究 の 限 界 問 題 点 227
まず 本 研 究 の 限 界 問 題 点 について 検 討 したい 最 初 に 本 研 究 では 試 合 中 のすべてのサービスを 対 象 としたのではなく 無 作 為 に 試 合 中 にピ ックアップしたものである 従 ってたまたま 回 転 量 の 多 いサービスをピックアップしていた あるいはそ の 逆 の 可 能 性 も 否 定 できない しかしながら 各 選 手 につき 10 回 以 上 のサービスを 計 測 しているこ と 8 名 の 選 手 を 計 測 していることから 世 界 トップ 選 手 の 傾 向 を 掴 むことは 可 能 であると 考 えられる 本 研 究 において データ 数 をこれ 以 上 増 やせなかった 原 因 としては 1) 本 研 究 で 用 いた 高 速 度 カ メラでの 撮 影 においては 一 旦 カメラのメモリーに 蓄 えた 画 像 情 報 ( 最 大 2GB)をパソコンに 転 送 し ハードディスクに 保 存 するため 1 試 行 毎 にある 程 度 の 時 間 がかかる 2)できるだけボールを 大 写 しにしようとしたため ボールが 1 回 転 する 前 に 画 面 の 範 囲 から 外 れてしまうこともあり そのような 場 合 は 分 析 対 象 外 となってしまった 3) 撮 影 した 映 像 が 暗 すぎたり 明 るすぎたりして ボールのロゴが 鮮 明 に 写 っていないケースがあり その 場 合 は 計 測 対 象 から 除 外 した などが 挙 げられる 3)につ いては テニスコート 内 の 場 所 により 明 るさが 異 なる( 屋 根 が 開 いている 場 合 は 太 陽 の 当 たり 具 合 が 違 うため 屋 根 が 閉 じている 場 合 は 照 明 の 当 たり 具 合 が 違 うため)ため その 都 度 カメラの 調 整 を 詳 細 に 行 う 必 要 があり その 調 整 がうまくいかなかったためと 考 えられる また 世 界 ランキングが 50 位 以 内 と 限 定 したことから 選 手 が 8 名 のみになってしまった このことも データ 数 が 少 なくなる 原 因 である 今 後 より 多 くの 選 手 を 計 測 し データを 増 やしていくことが 必 要 である 次 にボールの 回 転 量 の 測 定 には 誤 差 を 伴 う 特 に 本 研 究 では ボールに 特 殊 なマークを 付 け て 実 験 室 的 に 行 ったのではなく 通 常 の 試 合 をそのまま 撮 影 したため 回 転 量 の 測 定 にとって 最 良 の 状 況 とは 言 えない しかしながら 本 研 究 で 撮 影 した 試 合 では 偶 然 ではあるがボールに 大 きな マークが 施 されていたため 計 測 しやすい 状 況 であった また 誤 差 の 測 定 を 行 うことで どの 程 度 の 誤 差 があるのかを 明 らかにすることができた その 結 果 結 果 でも 述 べたように 誤 差 は 4% 未 満 に 収 まっていると 考 えられ 現 在 のトップ 選 手 の 傾 向 を 掴 むには 十 分 な 精 度 であると 考 えられる 本 研 究 では 数 値 そのものの 厳 密 さを 追 究 するのが 目 的 ではなく トップ 選 手 の 回 転 量 がどの 程 度 な のか ということをつかむことが 主 な 目 的 であるため この 誤 差 によって 本 研 究 の 目 的 が 達 成 できな くなるとは 考 えられない 更 に 選 手 の 身 長 であるが これは 実 際 に 測 定 したわけではなく ATP World Tour のホームペ ージ(http://www.atpworldtour.com/Players/Player-Landing.aspx)から 引 用 したため どの 程 度 正 確 かどうかはわからない しかしながら 他 に 情 報 の 入 手 方 法 がないため やむを 得 ないと 考 えて いる また 今 回 は 170cm 台 の 選 手 が 小 数 (2 名 )だったことから 今 後 は 日 本 人 選 手 にも 多 い 170cm 台 の 選 手 のデータを 増 やすことも 考 えたい 本 研 究 では ボールの 回 転 をできるだけ 正 確 に 捉 えるために 望 遠 レンズを 用 いてかなりボール を 大 きく 写 すようにした ところが 回 転 量 の 少 ないサービスの 場 合 ボールが1 回 転 する 前 に 画 面 か ら 外 れてしまうことが ごくまれにあった この 問 題 を 解 決 するのに 簡 単 な 方 法 は 画 角 を 広 げてサ ービスのインパクトから 着 地 地 点 付 近 までが 入 るようにすることだが そうするとボールが 小 さく 撮 影 228
される これは 測 定 の 誤 差 につながるが その 場 合 解 像 度 の 高 い 1000fps での 撮 影 も 考 えられ る 2. 先 行 研 究 との 比 較 世 界 トップクラスの 選 手 のサービス 回 転 量 については 我 々の 調 べた 範 囲 では 殆 ど 報 告 されて いないが Sakurai et al.,(2007)は 7 名 の 男 子 テニス 選 手 (そのうちの5 名 は 世 界 ランキングを 持 つ) について フラットサービスの 回 転 量 が 平 均 1240rpm スライスサービスが 同 じく 2300rpm キックサ ービスが 同 じく 3400rpm であったと 報 告 している 本 研 究 においては8 名 の 選 手 の 平 均 で 1st サービスが 2219rpm 2nd サービスが 3838rpm で あったことから 回 転 量 だけから 考 えれば 1st サービスが Sakurai et al.,(2007)の 報 告 のスライスサ ービスに 近 く 同 じく 2nd サービスはキックサービスに 近 いと 考 えられる しかしながら Sakurai et al.,(2007)の 研 究 ではボールやラケットに 小 さなマーカーを 付 けて 実 験 室 で 測 定 を 行 っており 本 研 究 とは 状 況 が 大 きく 異 なる 点 また 被 験 者 の 競 技 レベルが 5 名 の 世 界 ランキング 保 持 者 と2 名 のランキング 非 保 持 者 ということで 本 研 究 とは 大 きく 異 なる 可 能 性 が 高 い 点 を 考 えると 直 接 比 較 するのは 困 難 であると 考 えられる 3. 計 測 の 精 度 誤 差 について 映 像 を 読 み 取 る 際 の 再 現 性 については 方 法 で 述 べたように 非 常 に 高 かった 比 較 的 鮮 明 な 映 像 が 撮 影 できたこと ボールに 鮮 明 なロゴが2つ 印 字 されていたことなどが 読 み 取 り 精 度 を 上 げ たと 考 えられる 次 に フレームレートが 十 分 であるかどうかについて 考 えてみたい 本 研 究 で 最 も 回 転 量 が 多 か ったのは 約 5000rpm であった もし 5000rpm のサービスを1000fps で 撮 影 すると 12 フレームで 1 回 転 していることになる 本 研 究 では 上 述 したように ボールに 付 けられたロゴの 位 置 が 1 回 転 し てもとの 位 置 に 一 番 近 い 場 所 に 戻 ってくるまでのフレーム 数 を 数 える 方 法 で 回 転 量 を 測 定 している ため もとの 位 置 に 一 番 近 い 状 態 が あるフレームとその 次 のフレームの 間 に 生 じている 可 能 性 がある すなわち 最 大 で 0.5 フレームの 誤 差 が 生 じる 可 能 性 がある 12 フレームで 1 回 転 の 場 合 0.5 フレームは 4.17%(0.5 を 12 で 除 した 値 )に 相 当 する このことからフレームレート 数 が 不 十 分 なた めに 生 じる 誤 差 は 本 研 究 の 場 合 最 大 で 約 4.2%であると 考 えられる 2000fps での 撮 影 の 場 合 同 じく 約 2.1% 3000fps での 撮 影 の 場 合 同 じく 約 1.4%となる すなわちフレームレートが 多 けれ ば 多 いほど 誤 差 は 小 さくなるが 1000fps 程 度 でもサービスの 回 転 量 測 定 に 伴 う 誤 差 は 5% 未 満 で あり 大 雑 把 な 傾 向 をつかむには 十 分 であると 考 えられる なお 本 研 究 では 主 として 2000fps と 3000fps とで 撮 影 し 1000fps で 撮 影 したのは1 選 手 のみであった その1 選 手 の 最 大 回 転 量 は 3830rpm であった すなわち 約 15.7 フレームで1 回 転 していることに なる もし 0.5 フレームの 誤 差 が 生 じた 場 合 計 測 される 回 転 量 の 誤 差 は 0.5 を 15.7 で 除 して 約 3.2%となる これが 本 研 究 で 生 じうる 最 大 の 誤 差 であると 考 えられる 229
また 本 研 究 においては ボールの 回 転 軸 が 一 定 である という 前 提 の 元 で 測 定 した もし 回 転 軸 がボールの 回 転 とともにずれていく 場 合 方 法 において 述 べた a フレーム 目 の 位 置 に 一 番 近 い 場 所 に 到 達 という 方 法 では 正 確 に 回 転 量 を 測 定 することができない しかしながら 実 際 の 映 像 を 見 ると 回 転 軸 はほぼ 一 定 であると 考 えられるため 回 転 軸 のずれに ついては 本 研 究 では 無 視 した 4. 1st サービスと 2nd サービスの 回 転 量 の 違 いについて 1st サービスと 2nd サービスとの 間 には 回 転 量 に 明 確 な 違 いがあった( 図 5)が これが 意 味 する ものは 何 だろうか? フォルト( 有 効 なエリアにバウンドしないこと)が 失 点 に 直 結 する 2nd サービス では 1st サービスに 比 べて スピードよりも 確 実 性 を 優 先 することが 多 い(Chow et al.,2003) この ことは 世 界 トップレベルの 選 手 でも 同 様 であり 2010 年 の 全 米 オープンテニスの 公 式 ホームページ (http://www.usopen.org/en_us/scores/stats/day21/1701ms.html)によれば 優 勝 したナダル 選 手 の 1st サービス 平 均 スピードと 所 定 エリアに 入 る 確 率 はそれぞれ 187km/h 67% 2nd サービス は 同 じく 142km/h 95%であり スピードと 確 率 にトレードオフの 関 係 が 生 じていると 考 えられる(Chow et al.,2003) 一 般 に 回 転 量 が 多 くなればボールスピードは 減 少 する(Cross and Lindsey, 2005; 桜 井 ほか,2007)こと またトップ 選 手 においては 2nd サービスは 1st サービスと 同 様 のラケットスピ ードが 認 められると 報 告 されている(Chowet al.,2003)ことを 考 慮 すると 1st サービスと 2nd サービス の 違 いを 生 み 出 している 一 因 が 回 転 量 の 違 いである と 考 えられる 本 研 究 は これまで 殆 ど 明 ら かでなかった 回 転 量 の 違 いを 実 際 に 計 測 することで この 点 について 重 要 なデータを 呈 示 したと 考 えられる 5. 回 転 量 の 変 動 幅 の 1st サービスと 2nd サービスでの 違 いについて 各 選 手 とも 1st サービスにおいても 2nd サービスにおいても 幅 広 い 回 転 量 のサービスを 打 っ ていることが 観 察 された( 図 4) この 変 動 幅 は 1st サービスにおいて より 顕 著 であった( 図 6) スピ ードが 注 目 されがちな 1st サービスでも 実 際 の 試 合 では 回 転 量 に 大 きな 変 化 を 与 えていることが 明 らかとなった 回 転 量 の 大 きな 変 化 は スピードや 弾 道 に 大 きな 変 化 を 与 えていると 考 えられ (Cross and Lindsey, 2005; 桜 井 ほか,2007.) レシーバーの 予 測 を 難 しくしている( 武 田 ほか, 2002) と 考 えられる また 2nd サービスでも 1st サービスほどではないが 回 転 量 に 変 化 を 与 えており 相 手 に 容 易 にリターンさせないサービスを 打 っていると 考 えられる 6. 身 長 による 回 転 量 の 違 いについて 図 7 図 8が 示 すように 選 手 の 身 長 と 各 選 手 の 平 均 回 転 量 との 間 に 顕 著 な 関 連 性 は 見 出 せ なかった ところが 1st サービスについては 身 長 と 回 転 量 の 変 動 幅 の 間 に 顕 著 な 関 連 が 見 られ た( 図 9) 身 長 が 高 い 選 手 は 回 転 量 が 少 ないサーブを 混 ぜる 傾 向 がある 一 方 で 身 長 の 低 い 選 手 は 回 転 量 の 少 ないサーブをあまり 用 いない という 傾 向 が 示 唆 される 図 4において 選 手 A,B 230
は 身 長 170cm 台 同 じく C,D,E は180cm 台 F,G,H は190cm 以 上 の 選 手 であるが この 傾 向 が 見 てとれる 打 点 が 高 いことは サービスにおいて 誤 差 の 許 容 範 囲 を 大 きくすることにつながり 速 いサービスを 入 れる 上 で 有 利 である(Cross and Lindsey, 2005)ことから このような 傾 向 が 現 れてい ると 考 えられる 近 年 テニス 選 手 が 大 型 化 し そのことはテニスの 競 技 にとって 有 利 であると 言 われ ている(ショーンボーン,2007)が 本 研 究 から 示 唆 される 身 長 の 高 い 選 手 は サービスに 回 転 量 の 変 化 をより 大 きく 与 えることができる という 点 も 高 身 長 の 選 手 に 有 利 な 要 因 となっているものと 考 えられる 7. どのくらいのカメラ 性 能 であればサービスの 回 転 を 測 定 できるか? 例 えば 3000rpm(1 秒 間 に 50 回 転 )の 回 転 を 測 定 する 場 合 について 考 えてみたい 現 在 大 手 電 気 店 等 にならぶ 一 般 向 けのカメラの 中 で カシオ 社 の ハイスピードエクシリム EX-F1 は 最 大 で 1200fps での 動 画 撮 影 が 可 能 である もし 3000rpm の 回 転 を 1200fps(1 分 間 に 72000 フレーム)のカメラで 撮 影 するとボール1 回 転 は 24 フレームに 相 当 する おおよその 回 転 量 を 知 る には 十 分 であると 考 えられる ただし 上 記 EX-F1 の 場 合 1200fps だと 解 像 度 が 336 96 ピクセ ル とかなり 小 さくなり 測 定 が 困 難 である 可 能 性 がある(ボールのマークを 読 み 取 るためには 解 像 度 が 低 いので よほどボールを 大 写 しにする 必 要 があるが そうするとインパクト 後 すぐにボールを 見 失 う 可 能 性 が 高 い) 上 記 EX-F1 の 場 合 1200fps の 他 に 600fps 300fps のモードがあるが 600 の 場 合 は 432 192 ピクセル 300 の 場 合 は 512 384 ピクセルとなっている 300fps の 場 合 3000rpm の 回 転 を 測 定 する 場 合 6フレームで1 回 転 ということで 撮 影 は 可 能 であるが 誤 差 は 大 きくなる ただし おおよその 値 を 調 べるだけであれば 十 分 可 能 である また 画 面 の 解 像 度 がある 程 度 高 くないと 計 測 は 困 難 であるため 現 時 点 で 電 気 店 で 一 般 的 に 購 入 できる 高 速 度 カメラでボ ールの 回 転 を 大 雑 把 に 測 定 するには EX-F1 の300fps モードが 最 適 であると 考 えられる ちなみに 一 般 的 なビデオカメラの 30fpsを 考 えると 3000rpm の 回 転 の 場 合 1 回 転 あたりのフレーム 数 が0.6 となり 何 周 目 か ということもわからないので 計 測 は 困 難 である 8. 今 後 の 研 究 の 方 向 性 今 後 以 下 の 点 について 研 究 をすすめることにより より 実 践 に 役 立 つデータを 得 ることを 考 えて いる 1) 本 研 究 の 信 頼 性 を 更 に 高 めるために データ 数 (1 選 手 あたりのデータ 数 および 選 手 の 人 数 ) を 増 やしていく 対 象 とする 大 会 の 数 を 増 やすのみならず 撮 影 保 存 方 法 を 工 夫 することで 試 合 中 に 得 られる 映 像 の 数 を 増 やすことを 検 討 中 である 2) 様 々な 競 技 レベルの 回 転 量 を 測 定 することで レベルと 回 転 量 に 関 係 があるかどうかを 調 査 す る 本 研 究 の 対 象 よりもランキングが 低 い 選 手 についても 分 析 検 討 を 行 う 予 定 である 3) 身 長 による 違 いを 引 き 続 き 調 査 する 特 に 170cm 台 160cm 台 の 選 手 のデータを 充 実 させ 日 本 人 選 手 に 直 接 役 立 ちやすい 情 報 を 入 手 する 予 定 である 231
4) ボールのスピードと 回 転 量 の 関 連 についても 検 討 する 本 研 究 では 回 転 量 のみに 着 目 したため スピードを 測 定 できなかったが スピードもサービスにおいて 重 要 な 要 素 であるため 併 せてデ ータを 得 られるよう 検 討 する 5) 回 転 の 方 向 ( 回 転 軸 の 向 き)についても 検 討 する 同 じ 回 転 量 でも 回 転 軸 の 向 きによって 弾 道 が 異 なると 考 えられ(Cross and Lindsey, 2005; 桜 井 ほか,2007.) 回 転 軸 の 向 きに 変 化 を 与 えることでサービスの 効 果 を 高 める 可 能 性 も 考 えられる 6) スコアと 回 転 量 の 関 係 について 検 討 する 例 えば ブレークポイントにおけるサービスの 回 転 量 は 他 のポイントの 回 転 量 と 異 なるのか といった 点 は 戦 術 上 重 要 な 意 味 を 持 つと 考 えられる Ⅴ. 謝 辞 ( 財 ) 日 本 テニス 協 会 には 撮 影 許 可 を 初 めとして 大 変 お 世 話 になりました ここに 御 礼 申 し 上 げます Ⅵ. 文 献 Chow,J.W., Carlton,L.G., LIM,Y.-T., Chae,W.-S., Shim,J.-H., Kuenster,A.F.,Kokubun,K. (2003) Comparing the pre- and post-impact ball and racquet kinematics of elite tennis players first and second serves: a preliminary study. Journal of Sports Sciences, 21: 529 537. Cross,R., Lindsey,C. (2005) Technical tennis : racquets, strings, balls, courts, spin, and bounce. Vista, Calif. : Racquet Tech Pub.,pp.119-152. 堀 内 昌 一, 森 稔 詞, 丸 山 淳 一, 木 本 知, 高 田 充 (2008)トッププレーヤーベストショット 777. ベ ースボール マガジン 社, p.4. 桜 井 伸 二, 神 事 努, 笹 川 慶, 塚 田 卓 巳, 山 崎 剛 盛 (2007) ボールの 回 転 と 軌 跡 東 海 保 健 体 育 科 学, 29:1-16. Sakurai, S., Jinji, T., Reid,M.., Cuitenho,C., Elliott, B. (2007) Direction of Spin axis and spin rate of the ball in tennis service. S197, Journal of Biomechanics 40(S2). ショーンボーン: 日 本 テニス 協 会 監 訳 (2007)ショーンボーンのテニストレーニング BOOK. ベー スボール マガジン 社, pp.85-86. 武 田 守 弘, 関 矢 寛 史, 大 場 渉 (2002) サービスフォームがサービスコースおよび 球 種 予 測 に 及 ぼす 影 響. テニスの 科 学, 10: 69-75. W.T.チルデン: 福 田 雅 之 助 訳 (1980) チルデンのベター テニス. ベースボール マガジン 社, p.52. 232