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为了在奥运会和世界大赛上取得好成绩，各国教练员和体育科研人员的结合越发紧密，在训练中，通过科学理论的指导，借助高科技设备，对优秀运动员适时进行技术诊断和机能测评，提高训练的科学性，帮助运动员不断创造佳绩。下面是优秀运动员的几个成功案例。
在传统的运动训练中，运动员技术的改进主要是依靠教练员和运动员的自身经验。20世纪70年代末，随着科技的进步，美国人率先研制出了一套指导投掷运动员进行训练的计算机系统，该系统能用高速摄影机拍摄下运动员的连续运动过程，并迅速进行解析和数据处理，用图像反映出投掷物（标枪、铁饼）出手后几秒钟内的运动轨迹和状态，显示出加速度、速度、角度、角速度等各种运动参数，还能将实际参数与计算机的优化数据进行比较，以指导运动员及时改进动作，进而提高成绩。
美国铁饼运动员马克·威尔金斯在1976年奥运会前的最好成绩是66. 78米，随后，在计算机专家艾里尔和田径教练员的帮助下，运用上述的那套系统对他的技术动作进行了“会诊”。通过高速摄影，经计算机分析后发现，威尔金斯的技术动作中有两处不合理：一是旋转时，鞋与地面摩擦系数过大，消耗了一部分能量；二是铁饼出手之前不但没有刹住膝盖，没有制动，反而像弹簧似地动了一下，这一动就使他失掉了一部分本应传到铁饼上的力。专家们认为，如果这两方面都能有所改进的话，威尔金斯的还能将现有成绩提高3米。之后，威尔金斯根据专家建议的方法进行了针对性训练。最终，他不仅在二十一届奥运会上以67. 50米获得冠军，并在以后的比赛上将自己最好成绩提高到70. 86米，并打破了世界纪录。
20世纪80年代，围绕动作优化和技战术组合，计算机运动图像处理技术“登台亮相”了。技术人员通过高速摄影把球类项目比赛过程拍摄下来，把用底片或录像带记录的动作转换成计算机语言，利用计算机平滑等数据处理技术，摸清运动员肢体运动的所有细节，再根据统计规律和力学原理，探讨技术要领，并在屏幕上得到二维或三维动作图像，指导运动员的训练。在球类运动中，通过影片解析技术，可以对己方和对方进行分析，更准确地把握自己，了解对手的战术运用规律和运动员的个人技术特点，从而有针对性地制订技战术。这种方法在国际大赛中屡试不爽。在第九届世界女排锦标赛上，中国女排大战美国女排。中国女排实力超群，而美国女排教练赛林格博士赛前却对战胜中国队很有信心。他掏出随身携带的小本子对记者们说：这里有战胜中国队的“秘方”。记者们看到小本子上是些复杂的图表和计算机描绘出来的曲线。后来，美国女排果然以3 ∶ 0战胜了中国队。直到这时，世界排球界才明白，赛林格博士取胜的“秘方”是计算机：美国女子排球队为了备战世界锦标赛，利用高速摄影机记录下世界女排强队的比赛过程，而后把胶片上的动作转换成计算机语言，分析对方的技战术特点和主力选手的技术特征，从而制订出针对性很强的训练计划。美国女子排球队的绝招是近网大力扣杀，它也是利用计算机设计出来的。有了计算机图像处理技术的协助，美国女排在不长的时间内实现了异军突起。
举世瞩目的雅典奥运会已经落下帷幕。在这次奥运会上，中国体育代表团共获得32枚金牌，居奥运金牌榜第二位，这是中国体育代表团自1984年参加奥运会以来取得的最好成绩。在这历史性突破的背后，除了运动员和教练员的艰苦努力外，科技为训练和比赛服务功不可抹。
中国这次获得的32枚奥运金牌里，分量最重的要数刘翔的男子110米栏金牌。当他以12秒91的成绩冲过终点时，刘翔的名字一下子传遍全球。实际上，刘翔获得这样的成绩绝非偶然。从2002年开始，中国国家体育总局体育科学研究所就专门为刘翔备战奥运会男子110米栏项目提供科技服务。负责这项工作的同志介绍说，为了及时掌握第一手资料，体育科学研究所的十几名科研人员随同刘翔一起南征北战，对刘翔的日常训练以及参加的各项比赛进行跟踪拍摄，然后对所有图像资料运用计算机软件进行分析和处理，将肉眼难以观察到的细小问题以及解决建议反馈给孙海平教练和刘翔。如“他越过栏架的速度和越过栏架的时间，他起跨腿的大腿和水平面的夹角等”。当然，还包括刘翔主要对手的比赛情况，科研人员会把刘翔与主要对手成绩结构进行比较对照，发现问题，弥补不足，并强化优势，使训练越来越有针对性。可以说，刘翔所有的训练和比赛的全程时间结构都在监测之下，其分析结果也会马上反馈给孙海平和刘翔。
雅典奥运会上，中国选手孟关良和杨文军获得男子双人皮划艇500米冠军，这是中国第一枚水上项目的奥运金牌。说起在雅典奥运会上夺金的感受，29岁的孟关良说，科技是他们制胜的一大法宝。“在训练当中（科技人员对我们）每一个生化测试指标做得都非常细的，这就是体现出科技含量。”经常是一堂训练课下来，科技人员要为他们采好几个血样，进行生物化学指标检测，以掌握运动员的身体状况，教练员以此作为安排和调整运动负荷的依据。
皮划艇是一项以体能为主的技术型项目，对运动训练负荷的把握是提高运动成绩的重要因素。为了确保皮艇训练的科学性和有效性，中国国家体育总局为了备战雅典奥运会，专门选派出了5名体育博士对皮艇运动员进行长达三年的跟踪监控。这5名博士将力量学、生物学、心理学全面应用到皮划艇队的训练，并设计了GPS全球卫星定位测量系统，使教练组对运动员训练水平的监控更为准确和有效。科学的训练提高了运动员每一桨的效果。国家皮划艇队副领队说：“有GPS这个全球定位系统以后，就可以使运动员划艇训练时，（通过）计算机（把运动员）划的强度、划的速度和心率对应起来，就是外负荷和内在的负荷可以统一起来，使工作人员对这节（训练）课的评价更加准确客观有效。”
作为中国竞技体育优势项目的中国跳水队，多年来新人辈出，是我国奥运军团的夺金大户，在世界跳水界有着“梦之队”的美誉。在二十八届雅典奥运会上，中国跳水队一举夺得了前所未有的6枚金牌。这些成绩的取得除了科学选材、刻苦训练、严格管理外，还与他们一直致力于技术创新，重视技术诊断的科研工作密切相关。
跳水又称“空中芭蕾”，由起跳到入水时间非常短，但是运动员在空中完成的动作却很复杂，空中动作稍微有点变化，对入水就会产生很大的影响。因此，对动员专项技术的诊断和监控就是很重要的一个课题。为解决这个问题，游泳运动管理中心与中国科学研究院计算机所合作，利用压缩图像技术，研制了应用于训练现场的运动图像图形测量分析系统——“跳水技术动作图像反馈与对比分析系统”，并安装在国家队训练现场。这套系统的安装，能在训练现场快速分析跳水运动员技术动作的图像，并及时反馈给教练员和运动员。该系统已成为教练员常用的辅助训练和比赛中的运动参数，还以形象直观的图像同步对比的方式反馈给教练员和运动员。此外，科研组还专门为11名奥运会入选运动员制作了跳水技术动作动力学分析及双人技术动作同步性比较的对比光盘和有关图片资料等；并对郭晶晶、胡佳等运动员的走板起跳技术中的步长与步速、第三技术、前跨步技术、起跳技术等进行了力学分析，提出了具体改进技术建议和分析反馈报告，促进了教练员对运动员技术的改进。这就是中国跳水“梦之队”的秘密，从某种意义上说，“跳水技术动作图像反馈与对比分析系统”成就了雅典奥运会中国跳水项目的辉煌。
早在20世纪80年代，为了迅速提高射击项目训练水平和比赛成绩，国家射击队就已开始将激光测试仪运用于射击项目的日常训练，并在步枪项目的技术改进和训练水平提高方面发挥了积极作用，得到教练员和运动员普遍认可。为备战2004年雅典奥运会，从2001年起，在国家体育总局科教司的大力支持下，射击射箭运动管理中心分别购进了芬兰、俄罗斯、德国的激光测试仪，由以前全队仅有几台国产激光测试仪，发展到步枪、手枪、移动靶9个项目班的教练每人拥有一台进口激光测试仪。国家射击队的技术专家和教练员们根据比赛项目规则的改变，对激光测试仪进行了相应的改进。改进后的激光测试仪，可以方便地运用于手枪速射瞄准技术方面的研究。运动员将激光测试仪安装在射击用的枪上，相关配置的电脑即可以将整个射击过程即时准确地反映出来，并对入靶、瞄准、击发、运枪、节奏等环节进行激光测试，以测定射击运动员在瞄准时器械的稳定性，便于运动员进行适时、适度的调整，从而提高比赛成绩。通过激光测试仪进行技术检测，改进了传统的训练模式，使训练成绩迅速提高，在第二十八届奥运会上形成了高水平的群体优势。射击和射箭两大项共获得4金、3银、3铜的优异成绩，其中步枪项目获得了3金（杜丽、朱启南、贾占波），1银（李杰）、1铜（王成意）的优异成绩，这不但改变了步枪项目长期落后的局面，而且为射击射箭运动管理中心超额完成国家体育总局交给的“打好开局，完成2块金牌”的任务立了功，成为射击射箭运动管理中心完成第二十八届奥运会夺金任务的主力军。
此外，由于射击项目与射箭运动存在一定的相似性，因此，这一技术手段在射箭项目日常训练的动作技术研究方面也得到有效借鉴，为我国射箭项目在2008年北京奥运会上夺金提供了有力保障。