Метод проблемно-структурного моделирования мультимедиа соревнований по традиционному каратэ-до

Председатель ВАК национальной Российской федерации "Каратэ-до Фудокан", аспирант О.Б. Дмитриев, Кандидат педагогических наук В.А. Широков, Кандидат педагогических наук, профессор П.К. Петров, Удмуртский государственный университет, Ижевск

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам использования математических и мультимедийных моделей в качестве инструмента исследования, преобразования и имитации сложных систем и динамических процессов [1-3]. Быстрое развитие вычислительной техники позволило резко увеличить сложность применяемых моделей и использовать возможности мультимедиа при моделировании процессов.

Подготовка судей по традиционному каратэ-до и повышение их квалификации - трудоемкий и дорогостоящий обучающий процесс, требующий от судей постоянной практики судейства, особенно на турнирах высокого ранга. Возникает противоречие между требованием интенсивности судейской практики и необходимыми для этого временными и финансовыми затратами. Для устранения данного противоречия предлагается создавать и использовать компьютерные турниры на базе проблемно-функциональных компьютерных библиотек ситуаций (видеофрагментов) соревнований по традиционному каратэ-до и применения метода структурного мультимедиа моделирования. При этом пользователь на своем учебном компьютерном месте может достигать необходимой интенсивности практики судейства мультимедиа соревнований.

Суть проблемного мультимедиа моделирования соревнований по каратэ-до заключается в структурной перестройке и имитационном воспроизведении реальных натурных соревнований в компьютерной среде с целью формирования множества новых мультимедийных соревнований.

Схема процесса формализации соревнований имеет вид:

где - видеозапись (элемент множества S) какой-либо j-й ситуации ("ВАЗАРИ", "ДЗЁГАЙ", "ТЕНТО" и т.д.) i-го спарринга -го соревнования по каратэ-до;

- видеозапись (элемент множества К) исполнения -го КАТА -м спортсменом на -м соревновании по каратэ-до;

i=1, 2, .., n; n - количество спаррингов в -м соревновании по каратэ-до;

=1, 2, .., m; m - количество участников по КАТА в -м соревновании по каратэ-до;

j=0, 1, 2, .., a; 0 - индекс фрагментов, соответствующих началу поединков;

а - количество возможных ситуаций в спарринге, предусмотренных правилами;

=1, 2, .., с; с - количество соревновательных КАТА, разрешенных правилами;

S и K - соответственно множества видеофрагментов по КУМИТЭ и КАТА (практически соответственно систематизированные проблемно-функциональные ЭВМ - видеобиблиотеки по КУМИТЭ и КАТА).

Модель мультимедиа соревнований представляет собой функциональную конечную последовательность:

(1)

или , или

где М - множество видеофрагментов по КУМИТЭ и КАТА (практически проблемно-фун кциональная библиотека видеофрагментов по КУМИТЭ и КАТА);

Р - количество элементов Мn, необходимое для моделирования соревнований.

Замечание 1. Мультимедиа соревнования по КУМИТЭ и КАТА имеют одну и ту же структурную модель (1). Задавая при моделировании различные данные или , можно получить соревнования по КУМИТЭ или по КАТА.

Замечание 2. Модель мультимедиа спарринга составляет основу мультимедиа соревнования по КУМИТЭ. Ниже мы будем рассматривать модель спарринга.

Значения элементов Мn (последовательность составляющих видеофрагментов мультимедиа модели) определяются двумя способами:

1. Значения коэффициентов , i, , j, выбираются произвольно в соответствии с теорией случайных чисел:

(2)

2. Значения коэффициентов , i, , j, вычисляются, исходя из управляющего проблемного задания с использованием метода случайных чисел внутри управления:

(3)

Чтобы модель функционировала, необходимо задать исходные данные, начальные и конечные условия для спаррингов и для турнира в целом, граничные условия для видеофрагментов (условия связки элементов или ).

Исходными данными являются видеозаписи фрагментов натурных соревнований по каратэ-до ( и ), хранящиеся в ЭВМ-библиотеке.

Элемент отражает некоторую проблемную ситуацию спарринга и является функцией действия спортсменов АКА (каратэка с красным поясом) и СИРО (каратэка с белым поясом).

=(АКА, СИРО).

Для каждого видеофрагмента исходные данные АКА и СИРО определены и остаются постоянными (спортсмены, участники данного фрагмента). В процессе одного мультимедиа спарринга участники АКА и СИРО могут меняться.

Начальные и конечные условия задаются для переменных моделирования (t, ) и для элементов последовательности :

1) t - чистое время спарринга (в соответствии с правилами tнач=0 : tкон=90 с). Для увеличения интенсивности и динамичности КУМИТЭ время мультимедиа спарринга должно быть меньше времени обычного спарринга (например, tкон=40 с или tкон=60 с);

2) - вектор количества очков, набранных спортсменами за спарринг:

. (4)

Данная переменная может не отслеживаться, так как пользователь имеет возможность остановить спарринг при выполнении условия (4);

3) начальным условием для мультимедиа спарринга является видеофрагмент при t=0

(t=0)= , (5)

где - видеофрагмент с проблемной ситуацией: спортсмены АКА и СИРО на исходных позициях ритуал начала поединка команда рефери "СЁБУ ИППОН ХАДЗИМЭ";

4) конечным элементом модели мультимедиа спарринга является видеоэлемент "СОРЕ МАДЕ", соответствующий условию конца поединка:

t=tкон или кон, (6)

т.е. t=tкон или кон). (7)

Начальные и конечные условия для мультимедиа выступления по КАТА задаются в каждом элементе . Видеоэлемент начинается с объявления спортсменом названия КАТА (ритуала начала КАТА) и заканчивается также ритуалом окончания КАТА.

Так как мультимедиа моделирование соревнований является разновидностью моделирования сплошных сред и процессов, то для составляющих элементов модели задаются граничные условия. Каждый видеофрагмент мультимедиа соревнований по КУМИТЭ начинается с команды "СУДЗУКИТЭ ХАДЗИМЭ" и заканчивается командой "ЯМЭ".

Пользователь является активным участником моделируемых мультимедиа соревнований в качестве судьи (ФУКУ-СИН) или рефери (СУ-СИН). Обучаемый, как ФУКУ-СИН, оценивает смоделированную ситуацию и комментирует ее, используя условные обозначения судейских жестов. В качестве СУ-СИН пользователь оценивает мультимедиа спарринг и действия судей на мониторе, а затем выносит решение и заполняет протокол (функции арбитра - КАН-СА).

Примечания: 1. Мультимедиа соревнование по КУМИТЭ является совокупностью мультимедиа спаррингов. 2. Метод проблемно-структурного моделирования позволяет перестраивать и компоновать каждое отдельное мультимедиа выступление по КАТА аналогично модели мультимедиа спарринга.

Выводы

Метод проблемно-структурного моделирования позволяет:

1. Создавать мультимедиа соревнования разного ранга, высокой информационной насыщенности и динамики поединков.

2. Моделировать мультимедиа соревнования в соответствии с некоторым управляющим заданием (для проведения экзаменов и контролирующих аттестаций).

3. Увеличить интенсивность судейской практики пользователя.

4. Сократить финансовые, трудовые и временные затраты, необходимые для повышения квалификации судей.

Список литературы

1. Голев Р.В., Попов В.М., Дмитриев О.Б. Автоматизированный комплекс формирования, анализа и реализации математических моделей динамики технических систем. В кн.: Тезисы докладов Четвертой всесоюзной конференции "Автоматизация поискового конструирования и подготовка инженерных кадров", АПК-87. Волгоград, 1987, с. 65.

2. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 480 с.

3. Аврамчук Е.Ф., Вавилов А.А., Емельянова С.В. и др. Технология системного моделирования /Под общ. ред. С.В. Емельяновой и др. - М.: Машиностроение. - Берлин: Техник, 1988. - 520 с.