（一）10台Vicon motion system MX紅外線高速攝影機，擷取頻率 300Hz。
圖3-2 Vicon紅外線光學攝影機 （二）Vicon電腦主機一台。
（三）Vicon Nexus 1.6動作分析軟體一套。
圖3-3 Vicon Nexus 1.6分析軟體 （四）L-frame 參考架和T型校正棒。
圖3-4 L-frame 圖3-5 T型校正棒
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（五）三維測力板兩塊（Kislter Instruments, Inc., Swiss），大塊力板長寬 為90cm*60cm；小塊力板為60cm*40cm，分別收取左腳以及右腳地面反作 用力值，擷取頻率1500Hz。
圖3-6 Kislter測力板兩塊 （六）測力板放大器。
圖3-7 測力板放大器
（九）劍道護具一套、實驗用劍使用大專男生以上專用劍(圖3-9)，長 度三尺九吋(120cm)，重量510g。
圖3-9 大專男生專用竹劍 （十）實驗反光球數顆。
（十一）AD類比轉數位卡。
（十二）透氣膠帶數捲。
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（十三）實驗用假人（圖3-10），高度1.70公尺。
圖3-10 劍道練習用假人
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第五節 儀器架設與場地佈置
本研究儀器架設如圖3-11所示，利用10台vicon光學攝影機以及兩塊測 力板來做實驗，在攝影機所能照射的範圍內擺設一尊劍道訓練專用假人供 選手做打擊，受試者分別朝指定方向來做攻擊。
受試者
放大器
攻 擊 方 向
假人
圖 3-11 場地布置圖
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用假人，而攻擊右腳必須確實踩進第二測力板內，試間讓受 試者休息約一分鐘，並詢問受試者的動作表現，如此重複取 得成功的5次攻擊的三種動作，共15筆資料。其操作順序為 攻擊頭部結束後，休息1分鐘，再進行第二次攻擊頭部測試，
以避免疲勞因素的影響，倘若有反光球掉下來、受測者與施 測者和裁判對於攻擊動作不確實，以及沒有確實踩踏在測力 板上面則視為失敗。頭部打擊完依序手部而後腹部打擊。
第七節 資料收集
本實驗利用10台Vicon motion system MX紅外線高速攝影機(擷取頻率 300Hz)，進行三維影像收集，身體反光球標誌點採用Plug-in-Gait位置貼置 如圖3-11~圖3-12。兩塊Kislter測力板，測得打擊動作過程的水平(X)、前後 (Y)、垂直(Z)方向地面反作用力，其擷取頻率為1500Hz，再將測得資料以 身體體重進行標準化，將標準化後之地面反作用力進行處裡。
圖3-12 反光球黏貼位置圖
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圖3-13 竹劍反光球黏貼位置
一、運動學資料收集。
1. 腕關節角度：準備姿勢至劍尖上舉瞬間角度變化量，矢狀面屈腕／伸 腕（圖3-14）、額狀面尺屈／橈屈（圖3-15）、水平面內旋／外旋（圖 3-16）。
屈腕 伸腕 圖3-14 腕關節矢狀面屈腕／伸腕
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橈屈 尺屈 圖3-15 腕關節矢狀面橈屈／尺屈
內旋 外旋
圖3-16 腕關節額狀面內旋／外旋
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2. 肘關節角度：準備姿勢至劍尖上舉瞬間角度變化量，肘關節矢狀面屈 曲／伸展（圖3-17）。
伸展 屈曲 圖3-17 肘關節額狀面屈曲／伸展
3. 肩關節角度：準備姿勢至劍尖上舉瞬間角度變化量，肩關節矢狀面前 屈／伸展（圖3-18）
伸展 前屈 圖3-18 肩關節矢狀面前屈／伸展
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4. 髖關節角度：髖關節矢狀面屈曲／伸展（圖3-19）
伸展 前屈 圖3-19 髖關節矢狀面屈曲／伸展
5. 膝關節角度：膝關節矢狀面屈曲／伸展（圖3-20）
伸展 前屈 圖3-20 膝關節矢狀面屈曲／伸展
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6. 踝關節角度：踝關節矢狀面背屈／蹠屈（圖3-21）
背屈 蹠屈
圖3-21 踝關節矢狀面背屈／蹠屈
7. 整體打擊時間：劍尖開始移動至擊中瞬間之花費時間（本實驗為整體 動作張數除以300為打擊所花費的時間）。
8. 上舉速度：選手在上舉期中最大的劍尖合速度，計算方式由上舉期中 畫面的下一張與前一張的座標差而得知瞬時位移，再將此為移除以所 花的時間得到瞬時速度，再將該張X、Y、Z三向度之瞬時速度套用合 速度公式：V合=√ ，找出該期最大合速度值。
9. 揮擊速度：選手在揮擊期中最大的劍尖合速度，其計算方式同於上舉 期。
10. 重心上下位移：準備期至位移最低點之距離，即準備姿勢重心減重心 最低點。
11. 瞬時關節角速度：計算揮擊期肘關節、腕關節（矢狀面、額狀面、水 平面）瞬時角速度。公式： 。
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二、動力學資料收集：
本實驗利用兩塊Kislter測力板，測得打擊動作過程的水平(X)、前後(Y)、
垂直(Z)方向地面反作用力，其擷取頻率為1500Hz，再將測得資料以身體體 重進行標準化，將標準化後之地面反作用力進行處裡。
1. 推蹬期最大水平、垂直地面反作用力峰值。
2. 著地期最大水平、垂直地面反作用力峰值。
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第八節 資料處裡
本研究利用Vicon動作分析系統建立3D模型，經由Nexus 1.6版軟體進 行補點，透過49顆反光球決定人體15個肢段，而各肢段均視為一質量均勻 的鋼體。分別為頭、軀幹、骨盆、右大腿、右小腿、右足掌、右上臂、右 下臂、右手掌，左大腿、左小腿、左足掌、左上臂、左下臂、左手掌。肢 段建立使用Nexus1.6版軟體進行人體肢段建立，其所得資料使用Excel 2010 版進行參數計算，其計算參數為竹劍角速度、關節角速度、打擊速度、重 心上下位移變化、地面反作用力峰值。
第九節 統計分析
本研究所得資料取每位受試者最快打擊速度資料進行分析，其資料均 以 SPSS for Windows 套裝軟體 20.0 進行分析，所有數據結果均以平均值±
標準差表示。不同組間動力學參數先除以體重進行標準化，再使用無母數 獨立樣本曼-惠特尼 U 考驗（Mann-Whitney U Test）來進行統計考驗，另 無母數斯皮爾曼等級檢定（Spearman Rank Correlation）進行相關分析，顯 著水準設為α=.05。
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了瞄準打擊目標而降低的速度，也顯示在上舉時選手是不用太快 的速度影響到整體的打擊姿勢，因此，打擊速度及打擊時間上的 差異可能是因為其他相關的因素所造成的。
3. 劍尖最快打擊速度
本研究兩者的劍尖速度達到了顯著差異，平均劍尖最快速度差了 近有 5m/s，因此可說明層級較高的選手在向下揮擊表現會比較好，
而向下揮擊的速度越快，表示在比賽中先擊中得分部位的機會較 大，提升了獲勝的機率，而較快的打擊速度可以比對手有更快的 展開第二次攻擊，使對手無法有效的防禦。
4. 重心上下位移
可以從圖 4-1 看出甲組選手相對於乙組選手重心上下位移是較小 的，所以乙組在打擊面部時會有下蹲的動作較長，推測乙組選手 的推蹬的時間較長，如此一來增加打擊的時間，且在比賽中會給 予對手較多的反應時間，如此不利於正式比賽中，而甲組選手因 為重心位移的距離較小，可能推測推蹬的時間較短，所以能比乙 組選手有更短的打擊時間，如此一來會比乙組選手更短的時間去 攻擊。
圖 4-1 打擊面部重心上下位移 時間(1/300s)
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二、面部打擊下蹲期左腳下肢關節矢狀面變化角度
表 4-2 甲乙組面部打擊下蹲期矢狀面左腳關節角度變化量
參數 甲組(Mean±SD) 乙組(Mean±SD) 顯著性 髖關節角度(deg) -10.43±11.14 -0.064±7.27 * 膝關節角度(deg) 18.27±22.27 30.20±5.70 **
踝關節角度(deg) 18.41±5.05 20.04±10.38
*P<.05 **P<.01 屈曲(正)/伸展(負) 踝：背曲(正)/蹠屈(負) 表 4-2 經由統計分析後，兩組選手的在膝關節達到顯著差異以及髖關 節在角度變化角度達到顯著差異，可知乙組選手會有較屈曲的準備動作來 做打擊，惠土孝吉(1985)指出，熟練者和不熟練者下肢關節比較，不熟練 者的屈曲角度會大於熟練者，這與本研究的結果相符合，乙組選手會較大 的彎曲角度，兩組的膝關節屈曲角度約有 12 度的差距，這樣的打擊動作 會延長自我的打擊時間，也驗證了上述結果所呈現的乙組選手打擊時間較 長，而較大的膝關節角度變化，表示乙組選手左腳下肢關節為了產生較大 的推蹬力，但反而失去了整體的打擊時間。髖關節部分，甲組選手伸展角 度大於乙組選手，表示要準備攻擊時，甲組選手除了向下準備做推蹬外，
身體也漸漸往前，造成在膝關節屈曲角度最大時，髖關節有較大的伸展 (-10.43 度)，而不是以垂直方向來做準備，因此甲組選手除了可以減少攻 擊的距離且能減少整體打擊的時間，如此一來便能以較早的時間打擊到對 手，這與學者中村充(2000)研究指出優秀選手在準備打擊時是以下肢關節 先移動，而初學者則是劍尖先移動結果相同，顯示出甲組選手會有較大的 髖關節伸展。
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三、面部打擊上舉期上肢關節矢狀面變化角度
表 4-3 甲乙組面部打擊上舉期矢狀面上肢關節角度變化量
參數 甲組(Mean±SD) 乙組(Mean±SD) 顯著性 左手肩關節角度(deg) 54.6±9.0 43.1±10.7 * 左手肘關節角度(deg) -22.0±11.1 -15.6±5.9
左手腕關節角度(deg) 0.5±8.4 -0.5±2.8 右手肩關節角度(deg) 32.8±3.1 24.4±21.0
右手肘關節角度(deg) 5.9±4.4 24.1±22.1 * 右手腕關節角度(deg) 12.3±8.0 10.1±5.8
*P<.05 **P<.01 屈曲(正)/伸展(負)
由統計分析後可以得到表 4-3，上舉時左手肩關節與右手肘關節角度 有顯著差異。在打擊上舉時甲組選手左手肩關節前屈的變化角度較大(54.6
±9.0 度)，表示甲組選手有較延伸的手臂的方式準備向下揮擊，這樣的方式 表示可以減少打擊的距離，由（圖 4-2）可以看出在劍尖上舉的瞬間甲組 選手劍尖距離目標較近，縮短了打擊距離及打擊時間。肘關節部分，右手 肘關節的角度差異較大，表示乙組選手竹劍上舉時，屈曲角度較大，這可 從（圖 4-2）看出，劍尖位置較向後方，移動軌跡也較大，造成右肘關節 有較大的變化角度，因而有過大的揮擊軌跡，延長打擊時間。
四、面部打擊上舉期腕關節額狀面角度
表 4-4 甲乙組面部打擊上舉期額狀面腕關節角度變化量
參數 甲組(Mean±SD) 乙組(Mean±SD) 顯著性 左手腕關節角度(deg) 7.5±2.0 27.2±13.3 * 右手腕關節角度(deg) 4.9±9.3 24.5±11.4 *
*P<.05 **P<.01 橈屈(正)/尺屈(負)
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表 4-4，左、右手腕關節變化角度，甲組選手明顯小於乙組選手，且 達到顯著上的差異，說明較大的腕關節橈屈角度，就如上述所說因為揮擊 軌跡較大的因素，會使劍尖位置較向後方，增加揮擊的距離，增大關節變 化角度，也因此影響到了打擊的時間，這與陳安寶(1993)比較初段和二段 的手部和面部的打擊結果相類似，初段的選手會有較大的活動角度，較大 的活動角度也會有較大的揮劍角度，增加竹劍的揮擊距離。說明了兩層級 選手在劍道運動在手腕關節上運用的重要性技術的差異性。
表 4-4，左、右手腕關節變化角度，甲組選手明顯小於乙組選手，且 達到顯著上的差異，說明較大的腕關節橈屈角度，就如上述所說因為揮擊 軌跡較大的因素，會使劍尖位置較向後方，增加揮擊的距離，增大關節變 化角度，也因此影響到了打擊的時間，這與陳安寶(1993)比較初段和二段 的手部和面部的打擊結果相類似，初段的選手會有較大的活動角度，較大 的活動角度也會有較大的揮劍角度，增加竹劍的揮擊距離。說明了兩層級 選手在劍道運動在手腕關節上運用的重要性技術的差異性。