實驗參加者為 8 名大專組男子甲組羽球選手；慣用側均為右側。實驗前參加者應先 詳讀「實驗參加者需知及參與同意書」(附錄一) ，並了解本實驗之目的與流程，且參與 實驗時無任何部位之運動傷害。實驗參加者基本資料如表 3-1。
表 3-1 實驗參加者基本資料
年齡 (歲)
身高 (公分)
體重 (公斤)
球齡 (年) 人數=8
平均數
(M) 21.63 173.25 68.38 10.75 標準差
(SD) 3.58 3.65 4.84 4.40
19
第二節 實驗時間與地點
本實驗經過預試後，在民國 103 年 4 月 4 日、5 日正式施測完成。實驗地點在國立 臺灣師範大學公館校區體育館。
20
第三節 實驗器材與設備
本實驗主要之實驗儀器與設備有：
一、VICON Motion Capture System 一套及高速數位影像擷取攝影機 8 部。
二、L-frame 參考架和 T 型校正棒。
三、Kistler 測力板 1 塊。
四、羽球柱 2 隻。
五、羽球網 1 面。
六、羽球拍及比賽級羽球一打。
七、反光球 80 顆。
21
370cm
138cm
Vicon
50cm 發球及挑球範圍
60cm
測 力 板
第四節 場地布置與儀器架設
場地佈置及攝影機配置如圖 3-1，場地為正式羽球競賽單打場地，圓心位置與羽球 網之直線距離為 370 公分。測力板端線距離球網 138 公分，側邊距離單打邊線 50 公分。
並於球網頂端自單打邊線算起標誌 60 公分，為送球者切球範圍。
圖 3-1 場地佈置及攝影機配置圖
22
第五節 實驗流程
一、向實驗參加者說明實驗流程。
二、填寫實驗參加者需知及參與同意書。
三、實驗參加者換穿束褲後貼上反光球。
四、實驗參加者在一旁等待並熱身。
五、實驗參加者校正：以 T-pose 姿勢擷取畫面。
六、實驗參加者熟悉動作：在正式開始測試前，讓實驗參加者先熟悉動作，同時檢查反 光球是否黏貼牢固。
七、開始實驗：
(一) 實驗參加者，等待口令。
(二) 主試者喊開始後，實驗參加者依自己意願，在自己認為準備好的情況下，開始 發球動作。
(三) 送球者切球範圍需距離單打邊線 60 公分的範圍內，實驗參加者以最快速度完 成動作，並將球挑入指定區域。
(四) 每完成一次動作，讓實驗參加者休息 3~5 分鐘。
(五) 每位實驗參加者至少要在每個動作都完成 2 次以上，才算完成。
23
第六節 資料處理
一、人體標誌點
本實驗以反光球黏貼於實驗參加者身上，以擷取相關之運動學資料，反光球黏貼位 置如表 3-2。另外於羽球拍拍頭頂端、末端及羽球球頭各貼上反光標記，如圖 3-2。
表 3-2 反光球標記黏貼位置代號說明表
編號 代號 黏貼位置 編號 代號 黏貼位置
1 LFHD 額頭左前 19 RFIN 右第三掌骨末端
2 RFHD 額頭右前 20 LASI 左腸骨前上脊
3 LBHD 頭後左側 21 RASI 右腸骨前上脊
4 RBHD 頭後右側 22 LPSI 左腸骨後上脊
5 C7 第七頸椎脊突 23 RPSI 右腸骨後上脊
6 T10 第十胸椎脊突 24 LTHI 左大腿外側下部 1/3 處
7 CLAV 胸鎖關節 25 LKNE 左膝外側
8 STRN 胸骨 26 LTIB 左小腿外側下部 1/3 處
9 RBAK 右肩後側 27 LANK 左踝外側
10 LSHO 左肩鎖骨關節 28 LHEE 左後側跟骨 11 LELB 左肱骨外上髁 29 LTOE 左第二蹠骨前端 12 LWRA 左內側莖狀突 30 RTHI 右大腿外側上部 1/3 處
13 LWRB 左外側莖狀突 31 RKNE 右膝外側
14 LFIN 左第三掌骨末端 32 RTIB 右小腿外側上部 1/3 處
15 RSHO 右肩鎖骨關節 33 RANK 右踝外側
16 RELB 右肱骨外上髁 34 RHEE 右後側跟骨 17 RWRA 右內側莖狀突 35 RTOE 右第二蹠骨前端 18 RWRB 右外側莖狀突
24
圖 3-2 球拍及羽球反光標記位置圖 二、人體肢段之定義
(一) 資料修勻與人體肢段參數
本實驗主要是利用VICON Nexus 1.8版軟體，收集攝影機 (300Hz) 的運動學資料與 測力板 (1500Hz) 的動力學資料；使用Plug-In Gait Full Body模式點取35點反光球標誌 點，並以Woltring filtering routine 進行資料修勻。人體肢段參數是採用Winter (2004) 的 資料。將人體分成頭、軀幹、右上臂、左上臂、右前臂、左前臂、右手掌、左手掌、右 大腿、左大腿、右小腿、左小腿、右腳掌、左腳掌，共十四個肢段。各肢段間是以關節 連接，並把每個肢段當成是一同密度的剛體 (Rigid Body)。
三、VICON 動作分析系統校正 (一) 儀器同步
本實驗使用 VICON Motion System 高速數位影像擷取攝影機 10 部 (300Hz) 與測力 板 (1500Hz) 進行同步。
(二) 空間與座標校正
1.動態校正 (dynamic calibration)：第一步驟為動態校正，使用 T 型校正棒在每一臺攝 影機範圍內揮動，揮動範圍盡量充滿每臺攝影機的二維畫面。
2.靜態校正 (static calibration)：第二步驟為靜態校正，將 L 參考架 (L-frame) 固定於實 驗室中，由此定義出實驗室的座標系統位置。
3.實驗參加者校正 (subject calibration)：實驗參加者貼好反光球後以 T-pose 姿勢 (雙腳 與肩同寬、雙手平舉、掌心朝下、上身挺直)，站立於測力板上，由 VICON Nexus 1.8 軟體擷取畫面。
四、運動學與動力學參數之計算
本研究使用 VICON Nexus1.8 版，套用 Plug-In Gait Full Body 模式，關節角度的定
25
義是使用相鄰兩個肢段的空間相對方位，因此由股骨嵌入式系統與骨盆嵌入式系統的關 係可求出髖關節角度，由非扭轉脛骨嵌入式系統與股骨嵌入式系統的關係可求出膝關節 角度，由腳掌嵌入式系統與扭轉脛骨嵌入式系統的關係可求出踝關節角度。
關節作用力、關節肌肉淨力矩的計算主要是利用已求得之運動學資料、結合測力板 的地面反作用力資料與人體肢段參數，使用動力學逆過程求出下肢各關節的作用力、肌 肉淨力矩。在計算的過程中，對於肢段關節鏈結模型的假設為：
(一) 每個肢段的質量是固定的不變的，而且集中在質心一點上。
(二) 在運動時質心的位置、肢段的長度以及轉動慣量是固定不變的。
(三) 所有的關節都是為絞鏈關節(hinge joint)。
五、時間標準化
本實驗使用 Origin 將運動學及動力學資料之時間標準化 (將資料分為 101 點) 所呈 現的變化資料。
六、關節角度、關節角速度及關節肌肉力矩定義
本研究在 X 軸向關節角度、關節角速度及關節肌肉力矩的定義如下：
(一)髖關節：正值表示屈曲，負值表示伸展。
(二)膝關節：正值表示伸展，負值表示屈曲。
(三)踝關節：正值表示背屈，負值表示蹠屈。
26
第七節 統計分析
本研究將針對羽球步法正拍之上網步法，其上網步法有兩種，因此使用 SPSS 20.0 for Windows 統計軟體以無母數統計魏可遜符號等級考驗進行資料的統計與分析，統計水準 設為α=.05。
27
第肆章 結果
本章研究結果分為：第一節為時間參數、第二節為運動學參數、第三節為動力學參數與 第四節為相關參數。
第一節 時間參數
在運動學參數分為時間參數：移位時間、擊球時間、支撐時間及完成時間等。
一、時間參數：
表 4-1 為二步與三步時間參數的比較資料，其中在移位時間部分，指的是由啟動到 踩到測力板瞬間所花費的時間，三步的時間明顯快於二步。在擊球時間部分，指的是實 驗參加者由啟動到球拍碰觸球瞬間所花費的時間，三步的時間明顯快於二步。支撐時間 指的是腳踩到測力板瞬間到離開測力板的所花費的時間，二步與三步沒有顯著差異。完 成時間是指由啟動到腳著地、支撐然後離開測力板瞬間所花費的時間，二步與三步沒有 顯著差異。
表 4-1 二步與三步時間參數比較 (單位：秒)
變數 動作 平均數 標準差 Wilcoxon
移位時間
二步 1.18 0.12 -2.100*
三步 1.06 0.08
擊球時間
二步 1.24 0.14 -2.100*
三步 1.13 0.08
支撐時間
二步 0.70 0.10 -1.687 三步 0.74 0.12
完成時間
二步 1.94 0.20 -1.612 三步 1.80 0.15
*p<.05
28
第二節 運動學參數
在運動學參數分為著地瞬間關節角度變化、支撐期關節角度變化及關節角速度等。
一、關節角度參數：
表 4-2 為二步與三步在著地瞬間 X 軸向 (矢狀面) 各關節角度的比較資料，在髖關 節、膝關節與踝關節部分，二步與三步均未達顯著差異。
表 4-2 二步與三步在著地瞬間 X 軸向各關節角度比較 (單位：度)
變數 動作 平均數 標準差 Wilcoxon
髖關節 二步 50.87 11.23 -0.840
三步 56.35 8.61
膝關節 二步 -9.46 4.54 -1.400
三步 -13.09 2.54
踝關節 二步 12.09 6.38 -0.140
三步 11.85 5.72
29
表 4-3 為二步與三步在支撐階段 X 軸向 (矢狀面) 各關節角度變化比較資料，在髖 關節、膝關節與踝關節部分，二步與三步均未達顯著差異。在髖關節與膝關節部分，關 節角度變化指的是從著地瞬間到最大屈曲間的資料，在踝關節資料部份，關節角度的變 化分為兩個階段，在階段 1 指的是腳跟著地到腳尖著地之間 (背屈轉蹠屈) 的資料，階 段 2 指的是腳尖著地的最大蹠屈到最小蹠屈的資料。圖 4-1~4-3 則為髖關節、膝關節及 踝關節在支撐期 X 軸向，將時間標準化 (將資料分為 101 點) 的角度變化整體平均與標 準差資料。圖 4-4~4-6 則為髖關節、膝關節及踝關節在支撐期 X 軸向，關節角速度的整 體平均與標準差資料。
表 4-3 二步與三步在支撐階段 X 軸向各關節角度變化比較 (單位：度)
變數 動作 平均數 標準差 Wilcoxon
髖關節 二步 34.38 10.77 -0.140
三步 34.26 7.14
膝關節 二步 53.94 5.53 -0.700
三步 54.59 3.46
踝關節 (階段 1)
二步 31.88 6.85 -0.980
三步 33.62 6.36
踝關節 (階段 2)
二步 18.54 5.28 -1.400
三步 20.48 2.67
30
31
32
第三節 動力學參數
在動力學參數分為地面反作用力及關節力矩等。
一、地面反作用力
表 4-4 為二步與三步最大地面反作用力數值比較資料，在 X 軸向部分正值代表反 作用力向後，負值代表反作用力向前，在 Y 軸部分正值代表反作用力向右，負值代表反 作用力向左，在 Z 軸部分正值代表反作用力向上，負值代表反作用力向下。在 X 軸向 與 Y 軸向的測力板反作用力數據為擷取最大值資料，二步與三步均未達顯著差異。在 Z 軸部分第一峰值三步明顯大於二步，而第二峰值則是二步與三步未達顯著差異。圖 4-7~4-9 則為地面反作用力，將時間標準化 (將資料分為 101 點) 後呈現的變化資料。本 研究 Z 軸第一峰值為腳跟著地瞬間產生的最大值，Z 軸第二峰值為接下來腳尖著地的最 大數值。
表 4-4 二步與三步最大地面反作用力數值比較表 (單位：%BW)
變數 動作 平均數 標準差 Wilcoxon
X 軸向 二步 1.04 0.17 -0.911
三步 1.11 0.19
Y 軸向 二步 -0.78 0.07 -0.631
三步 -0.81 0.11
Z 軸向 第一峰值
二步 1.85 0.19 -2.028*
三步 2.10 0.41
Z 軸向 第二峰值
二步 2.00 0.15 -0.140
三步 2.01 0.21
*p<.05
33
34
35
36
37
第四節 相關參數
在相關參數的部分，主要是分析二步與三步在 X 軸向著地瞬間的關節角度與地面 反作用力的相關情形，採用的分析是無母數的 Spearman 相關係數。
表 4-6 為二步下肢各關節著地瞬間角度與最大地面反作用力的相關係數資料。其中 在 X 軸部份，髖關節與膝關節著地瞬間角度與最大地面反作用力相關達顯著，其它部份 則是未達顯著相關。
表 4-6 二步下肢各關節著地瞬間角度與最大地面反作用力 Spearman 相關係數
髖關節著地 膝關節著地 踝關節著地
X 軸 -0.810* 0.786* 0.476
Y 軸 0.240 -0.180 -0.683
Z 軸第一峰值 -0.216 0.515 0.551
Z 軸第一峰值 -0.216 0.515 0.551