第二章 文獻探討
第五節 研究目的
過去對於前線索的研究大多是從動作觀察者的角度找出前線索，研究者想直 接從動作本身找出線索來源，且比較兩者是否有關聯性。因此本研究的目的在於 檢驗量化協調的工具是否能夠解析出網球發球不同落點的動作型態，經由客觀的 方法找出預期發球的前線索，並且與過去預期文獻相互比對，確認量化協調工具 在辨別前線索的可行性，期望能提供未來網球教學與指導的參考。
第六節 研究範圍
由於平擊式發球是最常見的發球種類，且右側發球區的內外角球速落差較 大，因此本研究選擇分析在右側發球區的平擊式發球動作型態，而由於是在實驗 控制下進行動作拍攝與擷取，結果是否會與實際比賽情形有落差，不在本研究的 研究範圍內。
第參章 研究方法
第一節 研究對象
本研究採立意取樣，以四名持拍與慣用手皆為右手的大專男子網球甲組選手 為研究對象，且動作擷取期間生理與心理狀況正常，例如受傷、感冒、精神不濟 應予排除，且在實驗前皆瞭解實驗流程與注意事項，並確實填寫參與者基本資料 與簽署參與者同意書。表10 為實驗參與者基本資料表：
表10 實驗參與者基本資料表
年齡 身高 體重 球齡
受試者 （年） （公分） （公斤） （年） 最佳參賽成績
A 21 180 64 11 全國青少年18 歲組雙打亞軍
B 22 171 68 8 全中運團體第六
C 19 173 70 11 全中運團體冠軍
D 22 184 73 14 全國青少年18 歲組單打冠軍
第二節 名詞操作性定義
一、網球發球動作：始於拋球（左手腕在 Z 軸上甫過左肩時），終於擊球瞬間
（球拍與球在X 軸上最接近點）。
二、內角發球：發球目標在於接近中線的有效區域（圖 15），並且確實落入該 區域。
三、外角發球：發球目標在於接近端線的有效區域如圖（圖 15），並且確實落 入該區域。
四、右側發球：發球員面向球網時，站於底線中央標誌右側，將球發入的斜對 側目標區。
五、前線索：本研究是指發球員於不同落點的發球動作，其上半身肢段移動軌 跡不同的部位。
第三節 研究設備與器材
一、Qualisys Track Manager (QTM) 動作擷取系統：
（一）Motion Capture高速攝影機 6 部（圖 13），本研究擷取頻率為 240Hz。（型號：ProReflex）
（二）電腦系統一組
（三）反光貼球數顆（半徑1 公分）
（四）反光網球十顆
（五）反光貼布一卷
二、JVC 硬碟式攝影機 2 部（圖 14），拍攝頻率為 30fps（型號 JVC GZ-MG275）
圖13 Motion Capture 高速攝影機 圖 14 JVC 硬碟式攝影機 三、FUJIFILM 數位相機 1 部（型號：F610）
四、資料處理軟體：
（一）Microsoft Office 2003
（二）SPSS for Windows 12.0
第四節 場地佈置
圖15 實驗場地佈置圖
註：1.C1~C4 高速攝影機、J1、J2 硬碟式攝影機。
2.X 軸：前後軸（矢狀軸）、Y 軸：左右軸（橫軸）、Z 軸：垂直軸（鉛直軸）。
一、有效落點區
本研究有效落點區分為內角落點與外角落點，分別在於右側發球區的中線與 邊線旁，有效落點區長、寬皆為1.5 公尺。為獲得發球落點的位置，因此在右側 發球區的範圍線劃上比例尺以瞭解落點的變異情形。（參閱 圖15）
二、高速攝影機（C1~C4）
為獲得受試者發球動作的空間數據，故將高速攝影機（C1~C4）架設於動作 範圍的四周（圖15），且盡量架高，以避免攝影機之間的干擾。
三、JVC 硬碟式攝影機（J1、J2）
並非每一球落入有效落點區的發球皆是標準發球動作的結果，可能有些「好」
球是「意外」所造成的，因此為了排除異常的發球動作，故於發球位置的右側設 置硬碟式攝影機（J1）錄存受試者的發球動作，以便日後選樣的參考依據；由於 內、外角有效落點區之間最短的距離僅有 1.11 公尺，因此在右側發球區旁設置 硬碟式攝影機（J2）拍攝球的落點，可當日後分析動作的參考因素。（參閱圖15）
第五節 資料蒐集
一、時間：2008.二月至五月間
二、地點：國立台東女子高級中等學校室內網球場 三、觀察點：（貼點位置）
1.頭部 ：額骨上，介於眉心與髮際之中 2.肩關節（左右）：肩峰突上
3.肘關節（左右）：肘尖（尺骨鷹嘴突）
4.腕關節（左右）：尺骨莖突上 5.髖關節（左右）：髂腰肌上 6.膝關節（左右）：髕骨上 7. 球拍：球拍握把頂部
共12 觀察點。
第六節 實驗步驟與流程
一、人員確定
（一）確認受試者
以口頭與書面的方式說明實驗流程與注意事項，詢問受試者近期的生理與 心理的狀況是否有異常，並確實填寫參與者基本資料及簽署參與者同意書。
（二）安排發球順序
本研究共有六位受試者，為避免任務順序會影響動作表現，因此在內、外 角的發球順序採平衡設計，其中三名受試者先發內角球，而後再發外角球，反 之另外三名受試者先發外角球，而後再發內角球。
二、拍攝準備
（一）預試
至拍攝地點進行預試，確認器材、場地與時間不會對資料蒐集發生干擾，
例如反射物、燈光角度、日照西曬情形…等等，並檢驗預試所得的資料是否清 楚、完整。
（二）確認受試者狀況
於拍攝當日再一次說明實驗流程與注意事項，並確認受試者當下的生理與 心理狀況是否正常。
（三）著裝
工作人員協助受試者穿戴緊身衣與頭套，再由工作人員將反光球黏貼於受 試者的頭部與肩關節（左右）、肘關節（左右）、腕關節（左右）、髖關節（左 右）、膝關節（左右）、踝關節（左右）並確認反光球的固定程度與其是否會干 擾受試者的動作表現。
三、資料蒐集
（一）系統校正
以QTM 影像擷取系統所使用的 L 型校正架、T 型校正棒為校正工具，將 L 型校正架放置動作範圍的地上，於校正期間以 T 型校正棒揮舞動作範圍的空 間以取得誤差值。
（二）動作擷取
確認受試者熱身完畢後即進行拍攝，使用 QTM 高速攝影機 240fps 的頻 率進行動作擷取，以網球競賽場上常見的平擊式發球為實驗動作。每個落點需 完成12 個有效發球（發入有效落點區），完成後給予充足的休息時間，當受試 者自覺不在疲勞時，即進行另一個落點的發球動作擷取，故每一個受試者皆必 須完成左右各12 個有效發球，共 24 個有效發球。
（三）實驗紀錄
利用紙、筆、數位相機、硬碟式攝影機將實驗過程全程紀錄，例如發球動作、
場器位置、校正數值、發球命中情形、系統性干擾（燈光閃爍）以及任何突發狀 況。
四、實驗流程
茲將上述工作要項繪成流程圖，如下圖16 實驗流程圖所示：
圖16 實驗流程圖
第七節 資料處理與分析
一、資料處理
（一）轉XLS 檔
QTM 所擷取的動作數據檔案格式（TSV 檔）轉換成 Excel 檔案型式（XLS 檔）以方便數據的處理，QTM 所擷取的空間動作是以三維座標值（X,Y,Z）的 型式表示各觀察點於空間中的移動軌跡，因此本研究16 個觀察點各自有三維 座標，故有 48 個變項。動作擷取中可能產生的雜訊，則以二次曲線適配 (y=a+bx+c^2)去除雜訊，修勻後的數據為本研究主要採用的數據。
（二）資料篩選
1.完整發球動作：以左手拋球過肩為起始，至擊球瞬間為一完整發球動作。
2.發球動作分段點：在搔背過程中右肘關節角度最小的時間點 3.關節角度：各關節角度位置詳述如下 表 11
表11 關節位置表
關節名稱 計算位置
右腕關節 右腕觀察點對球拍與右肘的射線夾角是為右腕關節角度。
右肘關節 右肘觀察點對右腕與右肩的射線夾角是為右肘關節角度。
左肘關節 左肘觀察點對左腕與左肩的射線夾角是為左肘關節角度。
右肩關節 右肩觀察點對右肘與左髖的射線夾角是為右肩關節角度。
左肩關節 左肩觀察點對左肘與左髖的射線夾角是為左肩關節角度。
右髖關節 右髖觀察點對右肩與右膝的射線夾角是為右髖關節角度。
左髖關節 左髖觀察點對左肩與左膝的射線夾角是為左髖關節角度。
二、資料分析
（一）動作型態分析
1.主成份分析 （PCA）
將篩選後網球發球動作型態資料進行主成份分析（PCA），由於本研究 動作座標單位皆為公釐（mm），林清山（1986）指出，各變項單位相同的 情況下進行主成份分析時使用共變數矩陣（Covariance matrix）是一個較 為方便的方法，因此本研究採用共變數矩陣的方式進行主成份分析。利用 主成份分析縮減變項的特性，增加資料分析的效率，經由比較肢段變項在 成份間的轉移或是成份矩陣內容的改變，找出不同落點之間發球動作的差 異處，再經由相對相位分析該肢段協調的差異情形，故在本研究以 PCA 進行全面性差異變項篩選的工作，針對成份分數、解釋量與成份矩陣內容 加以比較，屬於「面」的分析，再以相對相位與其他統計工具對於篩選後 的變項來進行更深層「點」的比較。
2.相對相位（Relative Phase）
將經由 PCA 篩選後的差異變項，經由內插法取得組內一致的時間長 度，再進行相互配對以求出相對相位值，本研究以關節角度計算相對相 位，因此，觀察角度部位包含肩關節（左右）、肘關節（左右）、髖關節（左 右）腕關節（右）。將所得的值以 XY 座標圖呈現，X 軸為時間序列，在 其上標示一分段點為前、後段動作的分界點；Y 軸為相對相位值在± 180 之間，單位以「度」表示。其計算步驟為：
(1)計算兩關節角度與角速度。
(2)將(1)所得數據各自標準化，最大值為+1 最小值為-1，原點即為 0。
(3)利用 14 頁公式一求取兩關節部位各自的相位角。
(4)將所得的兩關節相位角相減即為相對相位，若標示右腕 vs 右肘即代 表相對相位值是為右腕關節相位角減去右肘關節相位角的結果。
3.Logistic 迴歸分析
Logistic 迴歸分析是一種針對二分問題的區別工具，如「是與否」、「錄 取與未錄取」、「支持與反對」，且資料不需是常態分佈（王濟川、郭志剛，
2003），因此本研究嘗試將 Logistic 迴歸分析用於區別出不同落點間（內 角、外角）的差異變項，並將預測的準確率一併整理、比較。
（二）運動學分析
本研究除了使用PCA 在試探階段中縮減變項，以增加研究分析的經濟性
（林清山，1986），亦會觀察發球動作過程中的動作時間、關節最大角速度。
（林清山，1986），亦會觀察發球動作過程中的動作時間、關節最大角速度。