Cinématique : Introduction

L'analyse cinématique du geste sportif consiste à décrire les mouvements du corps et de ses segments qui se produisent à des instants donnés, à des endroits déterminés de l'espace. 

La définition des notions d'espace et de temps est nécessaire pour effectuer des observations du mouvement permettant son analyse cinématique et temporelle. La ressource BIOMECANIQUE 3D vous permettra de manipuler les principaux paramètres biomécaniques utilisés pour décrire le déplacement du corps et de ses segments dans l'espace. Vous pourrez aussi vous initier à la méthode d'analyse temporelle du mouvement basée sur un repérage de moments-clés et un découpage du geste en phases essentielles.
Les animations de la ressource BIOMECANIQUE 3D ont été réalisées dans le laboratoire d'analyse du mouvement duLAMIH de Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis à partir de gestes réels exécutés par un sportif volontaire pour participer aux enregistrements cinématographiques. Les mouvements ont été capturés par un système optoélectronique VICON (www.vicon.com) qui enregistre les positions tridimensionnelles des marqueurs anatomiques fixés sur le corps.
Ce système de mesure est constitué de 10 caméras équipées de filtre coupant la lumière visible, ce qui conduit à des images sombres. Parallèlement, la scène est éclairée par des flashs lenticulaires infrarouges. La lumière infrarouge émise est réfléchie par les marqueurs recouverts de Scotch Lite, ils apparaissent alors blancs dans une image sombre. Informatiquement, il est alors facile de les détecter automatiquement; les positions bidimensionnelles (2D) des points lumineux sont déterminés par chaque caméra qui est équipée d'un processeur de traitement d'image et envoyées un ordinateur via un réseau. Préalablement la position de chacune des caméras dans la salle est déterminée et l'origine et l'orientation du repère tridimensionnelle de la salle sont identifiées. L'ensemble de ces informations conduisent à la détermination des positions tridimensionnelles (3D) de chaque marqueur corporel. Ce dispositif constitue l'un des principaux outils modernes d'analyse du mouvement.

Illustration d'une expérimentation de capture du mouvement de marche : les flash équipant chaque caméra émettent une lumière infrarouge qui est réfléchie par les marqueurs corporels.
Chaque caméra enregistre les points lumineux correspondant aux marqueurs. Des techniques spécifiques de traitement et de calcul vont permettre de déterminer la position 3D de chacun des marqueurs à chaque instant du mouvement.