3.1 手部基本認知
有關人類特徵的基本資料，是由人體動力學 (anthropometry) 的研究而得 (Drefuss, 1967; Pheasant, 1966)，因為許多工作都與感知有關，設計者必須了解人類的範圍 (Ware, 2004)，本研究以手部動態作為系統操作依據，因此在建立手部動態輸入裝置前，必須 先對手部構造與手部關結運動方式有基本的認知，以作為系統設定之參考依據。
3.1.1 手部構造
手部位於人體上肢的最末關節，隨著肩、和手腕的活動，使手的工作空間更廣泛。
手部的骨骼構造包括三部分：(1)腕骨(carpals)八塊，排成上下兩行，(2)掌骨(metacarpals) 五塊，(3)指骨(phalanges)十四塊，其中拇指兩塊，其他四指各三塊。骨骼之間所形成知 主要關節有：(1)腕關節(wrist joint)，可繞 X 軸和 Y 軸旋轉。(2)掌指骨關節(MCP, metacarpal joint)，可繞 X 軸和 Y 軸旋轉。(3)指骨間關節(IP, interphalangel joint)，其中第二指到第四 指又分為近端指骨間關節(PIP, proximal interphalangel joint)，可繞 X 軸；遠端指骨間關節 (DIP, distal interphalangel joint)，可繞 X 軸。(4)腕骨(Carpals)和手掌骨(Metacarpal)的關節叫 腕掌骨關節(Carpometacarpal Joint,CMC)，可繞 X 軸、Y 軸、Z 軸旋轉 (Nordin, 2000)。
3.1.2 手部關節計測
四肢的作業範圍受其本身的長度及運轉角度的大小有關，然而個人的彈性及動作的 準確性亦是重要因素，一般來說，作業範圍的中間部分即是操作中最便利的部分，在操 作輸入裝置時，手部的尺寸相當重要 (Kroemer, 1999)，但由於各國及各人上的差異，手 部尺寸與手脕關節運動角度均有不同，然而，人體計測為一專門之科學，其測量之法所 需大量實驗計測數據及儀器，均非本研究所涵蓋之範圍，故本研究參考 (Nordin, 2000) 所 研究之相關數據結果 (表 3-1)，以及 Kroemer (1997) 所整理之數據 (表 3-2；圖 3-1) 為
Using hand movement system to operate 3D design objects in virtual environment
17
本研究之參考依據。
因此，根據 Kroemer (1997) 指出，要設計出適合不同體型人使用的設備，必須依照
自從 2D 平面的游標視窗選單系統(windows-indicator-menu-point, WIMP) (Gross and Kemp, 2001)，成為個人電腦的主流作業系統之後，滑鼠的重要性已經漸漸凌駕於其他任
作一 3D 設計物件，並要求受測者使用滑鼠移動此一 3D 設計物件至指定地點，並使受 測者在間隔為 1cm X 1 cm 之方格紙上移動滑鼠，以利紀錄受測者滑鼠實際位移之距 離，並以數位相機拍攝照片作為定點紀錄，藉以取得個案分析數據作為研究參考。
3.2.3 個案分析限制
本個案分析主要在研究手部運動對滑鼠操控的影響，在本個案分析中並沒有使用特 殊的滑鼠操作系統，如軌跡球、3D 滑鼠、數位手套…等裝置，僅以一般市售之滑鼠作 為測試工具，故在操控的過程中僅提供 x、y 兩軸向之操控座標，而 z 座標的移動則需 要經由選單的轉換，因此本個案分析僅採用 x、y 兩軸向之操控座標作為測試依據。
3.2.4 個案分析工具
本個案分析採用個別操作定點拍照的方式，當受測者做到指定的動作時，即使用數 位相機將受測者的動作以影像保存，其所需工具如下：
硬體部分：
本個案分析使用 SPECTEC CL50 筆記型電腦，CPU 型號及效能：Intel centrino 1600 MHz，實體記憶體：512MB，顯示卡：ATI Mobility Radeon 9000 128MB，螢幕顯 示：1152 X 864 全彩 32 位元，螢幕更新頻率：60 Hz，螢幕大小與比例：15.1 吋、
螢幕比 4：3。
使用滑鼠：Acer MP0930 400 dpi
軟體部分：
本個案分析使用 3D 虛擬軟體為 3ds max 6.0 版，作業系統：Windows XP SP1
拍攝工具：
Canon Power Shot S30，光圈 F2.8，快門 1/160，相片解析度 2048 X 1536，水平解 析度 180 dpi。
Using hand movement system to operate 3D design objects in virtual environment
20
3.2.5 個案分析目的