第五章 實驗結果與評估
5.2 人物模型參數實驗
5.2.2. 人物平衡感和穩定度
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圖 5.7 人物模型參數 scoliosis_max_angle 的動作變化
raise_hands_max_angle：雙手同時舉起的最大角度。
參數設定範圍：150 度〜180 度，如圖 5.8，此動作為雙手可舉起的最大角度，因動作要 求為雙手舉至耳朵的位置，所以最大值設為 180 度即可。
圖 5.8 人物模型參數 raise_hands_max_angle 的動作變化
5.2.2. 人物平衡感和穩定度
人物平衡感的好壞通常會表現在一些需要平衡的姿勢上，例如單腳站立或單手支撐，
我們也將平衡感當作人物的運動參數之一，實作於瑜珈運動教學中，主要表現在瑜珈動 作”英雄式三”的單腳站立動作上。另外一個運動參數是人物動作的穩定度表現，可顯示 出在運動的過程中，是否能夠準確的一次到達指定的動作位置，或是經過來回的嘗試後 才能達到目標動作，我們將這個參數設計至人物的模型參數中，表現在雙手同時舉起和 三角伸展式的腰部側彎動作上。以下將透過平衡感和動作穩定度的參數調整，展示瑜珈 動作變化的實驗結果。
90 度 80 度
70 度 60 度
180 度 170 度
160 度 150 度
‧ 國
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平衡感 Balance：瑜珈動作的平衡感。
參數設定範圍：0〜5，0 為平衡感最佳，5 為最差。我們將平衡感的變化實作於英雄式 三的單腳站立動作，關鍵影格 6〜7 之間，要準備以單腳支撐慢慢往上站起的動作，平 衡感不好時會產生左右搖晃的情形。我們將平衡感參數設為 0，並且將此站立動作的髖 骨位置變化記錄下來，在 x、y、z 軸的位置線圖，表示如圖 5.9，可看到在動作的過程 中皆呈現線性的狀態，並無任何晃動的情形，緩慢達到單腳站立動作，這是最佳的平衡 感人物所表現出來的結果。
圖 5.9 平衡感最佳的表現曲線圖
再來我們觀察在平衡感最差，參數設為 5 的表現情況，如圖 5.10 的髖骨位置線圖，
人物在中間的線段時，z 軸開始呈現上下波動的情形，並且在幾次的波動後又漸趨穩定。
在實際動作展示時，我們會觀察到人物有左右搖晃的情形，並在一段時間後又逐漸穩定。
以上兩個例子皆在同樣的時間影格中，所呈現出的不同結果。此動作平衡感的表現發生 在髖骨於 z 軸的變化上，所以我們將髖骨在 z 軸的線圖放大比較，如圖 5.11，可看到右 邊是正常無晃動情形的，無任何上下震盪的情形，而右邊是最差的情況，在震盪的幅度 上非常的劇烈。而介於 0 到 5 之間平衡感的差別，在於晃動的幅度大小會漸趨明顯。
時間影格 髖骨位置
平衡感最佳¸ 參數= 0
y
z
x
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圖 5.10 平衡感最差的表現曲線圖
圖 5.11 比較動作平衡感最佳(左)和最差(右)，在 z 軸的放大曲線圖
穩定度 Stability：人物動作的穩定度。
參數設定範圍：0〜3，0 為穩定度最佳，3 為最差。人物穩定度的表現設計在往上 舉手和三角伸展式中側彎的動作中。以舉手的動作為例，當人物穩定度越差時，在達到 目前位置後，手晃動的次數和幅度就越大。我們將手腕在 x、y、z 軸上的位置以線圖連 接，如圖 5.12 所示，當參數為 0，穩定度最佳時，手腕的位置在 y 軸和 z 軸座標上無晃 動的情況，在人物向前舉手的動作中，手腕在 x 軸位置並無變化。將參數設為 3，在穩
時間影格 髖骨位置
平衡感最差¸ 參數= 5
y
z
x
時間影格 髖骨位置
平衡感最佳¸ 參數= 0 平衡感最差¸ 參數= 5 時間影格 髖骨位置
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定度最差的表現上，如圖 5.13，可觀察到手部在 z 軸有前後三次的來回晃動情形，並且 需要更長的時間才能使動作達到穩定狀態。比較穩定度最佳和最差的手腕位置線圖，主 要的變化在 z 軸上，實際人物的運動中，可觀察到舉手到達目標位置後，手有來回幾次 的晃動情形，然後才穩定下來。
圖 5.12 舉手動作- 穩定度最佳的手腕位置線圖
圖 5.13 舉手動作- 穩定度最差的手腕位置線圖
時間影格 手腕位置
穩定度最佳¸ 參數= 0
y
x z
時間(影格數) 手腕位置
穩定度最差¸ 參數= 3
y
x z
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另外，在瑜珈三角伸展式中最後一個關鍵格(圖 4.5(5))，腰部側彎的動作，也會因 為穩定度的不同而有所變化。我們觀察手腕的位置在腰部側彎動作的變化，在腰部向右 側彎的過程中，維持和身體垂直的右手腕會在 XY 平面畫出一個弧度向下，以穩定度最 佳，參數為 0 的情況下，從圖 5.14 的手腕位置線圖和圖 5.7 最右邊兩個關鍵格中，可觀 察到手腕的位置在 y 軸呈現弧度曲線並逐漸遞減至第 151 個時間影格，此時手腕將靠近 地板，而手腕在 x 軸的位置上將逐漸遞增，並靠近右腳踝後方的位置。在位置的線圖中 並無任何晃動情形。
圖 5.14 腰部側彎動作- 穩定度最佳的手腕位置線圖
觀察在穩定度最差，參數為 3 的情況下，如圖 5.15 的手腕位置線圖，可觀察到手腕 的位置在 y 軸逐漸遞減至第 151 個時間影格，之後有三次的震幅，代表手腕呈現上下震 盪的嘗試動作，而手腕在 x 軸的位置上也同時有來回的三次震盪發生，代表手腕有來回 的震盪情形，並且需要更長的時間才到達穩定的狀態。在腰部側彎的動作中，手在 y 軸 上下的移動是最明顯的，所以我們將手腕在 y 軸位置的變化放大比較，如圖 5.16，同樣 的時間軸上，當穩定度越差的時候，晃動的次數會越多並且需要花更多的時間才能達到
時間(影格數) 手腕位置
穩定度最佳¸ 參數= 0
y
x z
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穩定。透過此節的實驗，可明顯表現出平衡感和穩定度在瑜珈動作上的實際表現，由於 瑜珈的動作大多數需要身體柔軟度和四肢盡量的伸展，所以我們將這兩項瑜珈運動的特 色，參數化後實作於教學動作的表現上，這也是我們的系統特色之一。
圖 5.15 腰部側彎動作- 穩定度最差的手腕位置線圖
圖 5.16 動作穩定度最佳(左)和最差(右)，手腕在 y 軸的放大曲線圖 時間(影格數) 手腕位置
穩定度最差¸ 參數= 3
y
x z
時間(影格數) 手腕在 y 軸
的位置
穩定度最佳¸ 參數= 0
手腕在 y 軸 的位置
時間(影格數)
穩定度最差¸ 參數= 3
‧
圖 5.17 客製化角色動作，角色一：Thin and flexible，角色二： Medium，角色三：Heavy 角