스핀, 그것이 알고 싶다!
골프에서 스핀이 중요하냐구?
스핀이란?
구기종목 스포츠에 있어서 '스핀'이란 공이 회전하는 것을 말합니다. 여기서 회전이라 함은 공을 지구에 비유하자면 공전을 말하는 것이 아니라 자전을 말하는 것입니다. 따라서 골프에서 스핀이라는 것은 클럽으로 가격한 공이 목표지점으로 날아가면서 볼의 중심을 축으로 자체적인 회전하는 것을 말하는 것이라 할 수 있겠습니다.
스핀과 공의 궤적
스핀이 날아가는 공의 궤적에 영향을 주는 것은 다른 구기종목에서도 거의 다 볼 수 있습니다. 축구에서 프리킥을 소위 말하는 '바나나킥'으로 골과 연결 짓거나 야구에서 투수가 '커브볼'을 던지는 것, 그리고 탁구에서 라켓으로 공을 깍아치는 것, 볼링에서 볼이 휘어지면서 굴러가게 하는 것, 테니스에서 '스핀 서브'를 날리는 것. 등이 모두 스핀을 이용한 플레이를 하는 예입니다. 골프공이 날아가는 비거리는 다른 구기종목들보다 훨씬 멀기 때문에 스핀이 게임에 미치는 영향이 훨씬 큽니다.
날아가는 공이 회전에 의해 곡선의 궤적을 그리는 현상을 '마그누스 효과(Magnus Effect)'라고 합니다. '회전하는 물체가 유체(공기도 기체이므로 유체)를 지나갈 때 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 휘어져 나가는 현상'을 말합니다. 즉 공이 회전하면서 공의 양쪽에 압력의 차이가 발생한다는 것인데, 이는 '유체의 속력이 증가하면 압력이 감소한다'는 '베르누이의 정리'의 실제 예이기도 합니다.
출처:https://www.comsol.com/blogs/magnus-effect-world-cup-match-ball/골프에서 스핀의 역할
골프에서는 이 스핀이 매우 중요합니다. 스핀이 볼이 날아가는 동안의 궤적뿐만 아니라 땅에 떨어진 이후 공이 굴러가는 거리 및 그 방향을 결정하고 이것은 스코어에 지대한 영향을 미치기 때문입니다.
백스핀과 사이드 스핀
스크린골프를 즐기시는 분들은 샷을 하고 나서 화면의 어딘가에 백스핀과 사이드 스핀의 양이 RPM(Revolution Per Minute)으로 표시되는 것을 본 적이 있을 겁니다. 사실상 실제로는 공이 다른 두 방향으로 회전할 수는 없기 때문에 이 백스핀과 사이드 스핀은 어떤 방향으로 회전하는 공을 3차원 상의 공간에서 우리가 수치화할 수 있는 좌표계 상의 벡터로 분할하여 Y축(백스핀)과 X 축(사이드 스핀) 방향의 분당 회전수로 표시해주는 것입니다.
백스핀의 중요성
사실 골프채는 우리가 스윙을 어떻게 하든지 간에 백스핀이 잘 먹히도록 고안되어 있는 장비입니다. 그리고 각종 골프 교재나 인터넷상에 백스핀을 더 잘 구사하기 위한 스윙법이 소개되는 것을 보면 백스핀이 골프에 있어서 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다.
골프는 결국 공을 원하는 방향으로 원하는 거리만큼 날려 보내서 세울 수 있어야 좋은 스코어를 낼 수 있는 스포츠입니다. 특히 아이언샷은 공을 높이 띄워서 될 수 있으면 런(공이 땅에 떨어진 후 굴러가는 것)이 없는 상태로 착지시키는 것이 좋습니다. 그래야 각 클럽별로 거리를 일정하게 유지하고 그린 위에서 에 공을 세울 수 있기 때문입니다.
백스핀량과 공의 궤적백스핀이 제대로 먹힌 공은 (a)와 같이 날아가는 동안 '마그누스 효과'에 의해 날아가는 동안에도 탄도가 점점 위로 향하게 되며 그 결과 최고점을 지나 낙하할 때 지면과 좀 더 수직에 가깝게 떨어지게 되어 런이 줄어드는 결과를 만들어 줍니다. 백스핀이 적은 공은 (b)와 같이 단순 포물선 형태로 날아가기 때문에 런이 많고 거리를 맞추기가 어려워집니다.
또한 백스핀이 많다는 것은 상대적으로 사이드 스핀이 적다는 것을 의미하므로 슬라이스나 훅 구질의 정도를 줄여 방향성도 좋아지게 됩니다.
스핀에 영향을 주는 요소
'트랙맨'이라는 골프공 궤적 추적 장비 회사에서 발표한 분석 결과에 따르면 백스핀은 '스핀 로프트각', '클럽 헤드 스피드', '임팩트 포지션', '클럽과 볼의 마찰력'의 4가지 요소에 의해서 결정이 난다고 합니다.
이 중에서 '스핀 로프트각'과 '클럽과 볼의 마찰력'에 대해서 좀 살펴보겠습니다.
스핀 로프트
여기서 '스핀 로프트(Spin Loft)' 란 클럽 헤드가 공을 치기 위해 접근하는 각도인 'Attack Algle'과 실제 공이 클럽에 공이 맞을 때의 로프트 각도인 'Dymamic Loft'의 차이를 말합니다.
출처:http://www.golfwrx.com/324662/the-science-of-adding-spin-to-your-wedge-shots/여기서 중요한 사실은, 공이 똑같이 같은 발사각도(Loft)로 출발을 했다 하더라도 클럽헤드의 궤적이 소위 말하느 찍어치는 샷이냐 쓸어치는 샷이냐에 따라 스핀양이 달라진다는 이야기입니다.
클럽과 볼의 마찰력
이건 당연한 이야기입니다만 클럽과 공의 표면이 아주 미끌미끌하다면 스핀이 잘 안걸릴 것입니다. 그래서 클럽헤드에는 그루브(Groove)라는 장치가 되어있습니다. 클럽헤드 표면에 가로로 길게 파져있는 홈을 말하는 겁니다.
출처:http://www.club-clean.ie공을 임팩트하는 순간 공이 찌그러지면서 표면이 이 그루브 속으로 파고들면서 마찰력을 증가시키게 되는 것입니다. 클럽을 닦지 않고 지속적인 샷을 하게 되면 골프공의 표면 물질이 클럽헤드에 눌어 붙으면서 그루브에 파고 들어 백스핀이 점점 줄어들게 됩니다. 그래서 실제로 샷을 하기 전에 클럽헤드를 깨끗이 닦고 그루브의 이물질을 제거하는 것은 백스핀량 증가에 매우 중요한 역할을 합니다. 우리나라 골프장에서는 캐디들이 중간중간에 알아서 클럽을 닦아주기 때문에 골퍼들이 인식하고 있지 못하지만 캐디문화가 없는 나라의 골프샾에 가보면 다양한 그루브 청소 용품들을 볼 수 있습니다.
추가적으로 스윙시 클럽헤드의 궤적, 로프트각, 스윙스피드, 클럽헤드 표면의 재질, 그루브의 형태, 공의 경도, 공의 재질 등도 스핀량에 영향을 미칠 수 있다는 것을 추정해 볼 수 있겠습니다.
스크린골프는 스핀을 어떻게 측정하는가?
스크린골프는 센서에서 측정된 정보를 이용하여 소프트웨어 상에서 화면 날아가고 굴러가는 공을 시뮬레이션합니다. 즉, 센싱(측정)과 구현의 두 부분으로 나누어져 있다고 할 수 있습니다. 모든 스크린골프 센서들이 공이 발사될 때 그 발사각도와 발사스피드는 실제로 측정을 합니다. 그러나 스핀의 경우에는 '실측'을 하는 제품도 있고 '추정'을 하는 제품도 있습니다. 당연한 얘기겠지만 실측을 하는 방식이 더 향상된 기술이라고 할 수 있겠습니다.
스핀을 추정하는 방식
클럽이 움직인 궤도와 공이 발사된 각도의 차이, 그리고 측정이 가능하다면 클럽 페이스의 각도를 이용하여 스핀이 걸렸을 것으로 예상되는 방향을 추정할 수 있습니다. 그리고 클럽 헤드 스피드와 공이 발사된 속도를 이용하면 회전속도도 어느정도 추정이 가능합니다.
아래 그림은 사이드스핀을 추정하는 것을 이해할 수 있도록 표시한 것인데, 보시면 주황색 화살표는 클럽이 지나가는 궤적이고, 파란색 화살표는 공이 발사되는 궤적입니다. 이런 경우, 클럽 헤드가 공을 바깥쪽에서 안쪽을 비껴 맞추는 것이기 때문에 공이 시계 방향으로 회전한다고 추정할 수 있는 것입니다.
그런데 똑깉은 클럽헤드의 궤적이더라도 만약 클럽 페이스가 닫혀서 공을 맞는 경우 회전이 걸리지 않을 수도 있기 때문에, 센서가 클럽 페이스의 각도까지 측정을 할 수가 없다면 추정한 스핀도 부정확하게 됩니다.
그리고 백스핀의 경우에는 '스핀 로프트'를 설명한 부분에서 이야기 한 것과 같이 공이 발사된 로프트 각도와 속도가 같더라도 찍어치는 것과 쓸어치는 것의 스핀량이 다르기 때문에 추정한 스핀과 실제 스핀에 차이가 있을 여지가 있습니다.
혹시 본인이 실제 필드에 나가서 플레이할 때의 공의 구질과 스크린골프에서 플레이할 때의 공이 구질이 차이가 난다면 이러한 부분을 감안하시면 납득이 되는 면이 있을 것입니다.
스핀을 실측하는 방식
마킹이 되어 있는 골프공을 이용하여 플레이를 하며, 이 마킹이 회전하는 것을 읽어낼 수 있는 정도의 초고속 카메라로 공의 회전 방향과 회전 속도를 실측하는 방식입니다. 아래 이미지는 '티업비전 710S Arc' 센서에서 실제 스핀을 실측하면서 초고속 카메라로 찍은 사진의 일부입니다.
보시면 검은 원으로 구성된 마킹이 회전되는 방향을 알 수 있습니다. 그리고 카메라의 셔터속도가 정해져 있기 때문에 회전하는 속도도 알아낼 수가 있는 것입니다.
제품별 스핀 구현 방식
현재의 스크린골프 센서들은 카메라 센서를 이용하는 것이 대세인데, 한 단계 앞 세대라고 할 수 있는 적외선 센서를 이용하는 제품은 모두 스핀을 추정한다고 보시면 됩니다. "골프존 리얼"이 대표적인 예라고 할 수 있겠습니다. 카메라 센서의 경우 스핀을 추정하는 방식의 제품과 실측하는 제품으로 구분이 되어 지는데, "골프존 비전"과 "SG골프"는 스핀을 추정하는 방식입니다. 반면 "지스윙"과 "티업비전"은 스핀을 실측하는 방식입니다.
티업비전 710S Arc 센서이상으로 골프에서 스핀의 중요성과 스크린골프에서 스핀을 측정하는 방식에 대한 이야기를 적어 봤습니다. 좀 어려웠나요?
감사합니다.
