本研究之資料處理分為(一) 運動學資料數位化之過程、(二) 人體肢段模型建立、
(三) Visual3D 資料處理方法、(四) 運動學資料分析、(五) 動力學資料分析，六部分進行 說明。
(一) 運動學資料數位化之過程：
利用 Vicon Nexus 動作分析軟體，受試者進行不同方向攔網動作之反光點資料予以 數位化 (labeling)，並將數位化後的結果匯出成為 .c3d 的檔案格式。
(二) 人體肢段模型建立：
將受試者靜態姿勢 (static) 下的 .c3d 檔案匯入 Visual3D，接著依據受試者身上反光 球之名稱定義身體各肢段之起始點與肢段參數。Visual3D 中之肢段重量百分比與重心位 置是根據Dempster (1955) 所定義的；轉動慣量（inertial of moment）則是根據肢段建立 時所定義的形狀所計算得到。Visual3D 將頭部定義為橢球體 (ellipsoid)，胸腔與骨盆為 圓柱體 (cylinder)，手掌為球體 (sphere)，上臂、前臂、大腿、小腿、足部為圓錐體 (cone)。
1. 身體肢段定義：
骨盆 (Pelvis) 以 R/LASI 與 R/LPSI 四點定義出；大腿 (Thigh) 以 R/LTRO、R/LKNE 與mR/LKNE 定義出；小腿 (Shank) 以 R/LKNE、mR/LKNE、R/LANK 與 mR/LANK 定義出；腿部 (Foot) 以 R/LANK、mR/LANK、R/LMT1、R/LMT5 與 R/LTOE 定義 出。
2. 骨盆 (Pelvis) 座標定義：
RASI 與 LASI 的中點為 Pelvis 的座標原點，中點到 RASI 定義出 X 軸（屈曲為正，
伸展為負）。RPSI 與 LPSI 的中點與原點的連線定義出 Y 軸（外展為正，內收為負），
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Z 軸（內旋為正，外旋為負）則是垂直於 XY 平面，如圖 3-6-1 所示。若以 ASIS 與 PSIS 四點定義出 Pelvis，Visual 3D 計算出髖關節中心的公式為：
RHJC=(0.36*ASIS_Distance-0.19*ASIS_Distance-0.3*ASIS_Distance) LHJC=(-0.36*ASIS_Distance-0.19*ASIS_Distance-0.3*ASIS_Distance) (Bell et al., 1990)
圖3-6-1 Pelvis 座標示意圖（資料來源：http://www.c-motion.com/help
3. 大腿 (Thigh) 座標定義：
以右腳為例，右大腿是由RTRO、mRKNE、RKNE、RTHI 五點定義而成。以計算出 髖關節中心為原點，mRKNE 與 RKNE 中點為膝關節中心，膝關節中心往髖關節中 心連線為Z 軸，髖關節中心往大轉子為 X 軸，X 軸與 Z 軸外積出 Y 軸。如圖 3-6-2 所示
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4. 小腿(Shank)座標定義：
以右腳為例，右小腿是利用由mRKNE、RKNE、mRANK、RANK、RTHI、五點定 義而成。mRKNE 與 RKNE 中點為膝關節原點，原點往 RKNE 的連線定義出 X 軸，
mRANK 與 RANK 的中點向原點的連線垂直方向定義出 Z 軸，X 軸與 Z 軸外積出 Y 軸。如圖3-6-3 所示。
圖3-6-2 大腿座標示意圖
圖3-6-3 小腿座標示意圖
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5. 足部(Foot)座標定義：
以右腳為例，右足掌是由RANK、mRANK、RMT1、RMT5、RHEE、RTOE 六點定 義而成。以 mRANK 與 RANK 中點為踝關節原點，RMT1 與 RMT5 的中點朝踝關 節原點連線定義出Y 軸，踝關節原點朝 RANK 定義出 X 軸，X 軸與 Y 軸外積出 Z 軸。如圖3-6-4 所示。
圖3-6-4 足部座標示意圖
(三)Visual3D 資料處理方法：
將運動學與測力板的資料匯入 Visual3D、並建立好模型後，分別透過卡當角（Cardan angle）角度計算與動力學逆過程 (Inverse Dynamic) 的方式進行關節角度與動力學參數 之運算。
【卡當角計算公式】
關節角度是由兩肢段座標（local coordinate）之間的關係－旋轉矩陣（rotation matrix）所計算得到。假設在旋轉順序 Xy’z”下的角度分別為 α、β、γ，則旋轉矩陣
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[R] = [
cosβcosγ −cosβsinγ sinβ
sinαsinβcosγ + cosαsinγ −sinαsinβsinγ + cosαcosγ −sinαcosβ
−cosαsinβcosγ + sinαsinγ cosαsinβsinγ + sinαcosγ cosαcosβ ]
可以求得
α = tan−1[−cos23
cos33] = tan−1[−−sinαcosβ cosαcosβ] β = tan−1[ cos13
√cos232+ cos332] = tan−1[ sinβ
√(−sinαcosβ)2+ (cosαcosβ)2] γ = tan−1[−cos12
cos11] = tan−1[− cosβsinγ
−cosβcosγ]
【動力學之計算】
Visual3D 在進行動力學逆過程演算時是使用遞歸 (recursive scheme) 的方式，逆過 程推導的特徵之一是直接將外在的作用力與力矩加至肢段上。如圖3-6-5。
圖3-6-5. 動力學逆過程推導示意圖 (a) 向量的定義
（ ：質心位 置）
(b) 近端關節與慣性產 生的力與力矩
(c) 外力與力偶
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在實驗室座標系中（Globe coordination system），近端關節受到遠端肢段之外力所 產生的反作用力可由以下公式得知：
其中mi: 肢段 i 的質量 ai: 肢段 i 的加速度
n: 在此動力鍊中，遠端肢段的數量 q: 外力的數量
Fq: 作用之外力
在肢段座標系中（local coordination system），肢段近端的力偶（couple）：
肢段座標系的慣性矩（inertial torque）藉由轉置矩陣轉換成實驗室座標系：
由於慣性因素造成作用在肢段上的力偶產生的力矩：
將力量項次展開，並簡化結果方程式，即可得到近端關節之關節力矩：
其中p: 外力偶的數量
Pj: 作用在近端關節的外力向量
Ri: 各個遠端肢段重心到近端關節的距離
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(四) 運動學資料分析：
以 Vicon 高速攝影機收集反光球資料，拍攝頻率為 250Hz，本實驗所得影像資料以 Vicon Nexus 進行 3D 影像重建及標誌點的命名與補點之後，再以 Visal3D (C-Motion, Rockville, MD, USA) 處理反光球在三維空間中的軌跡，反光球軌跡以 Butterworth 4 階 零相濾波公式進行資料修勻，以 10Hz 低通濾波 (low-pass filter) 去除雜訊，下肢各關節 角度參數依照Carden angle 旋轉順序 XYZ 求得。
下肢各關節角度的定義，以站立時定義為 0 度。矢狀面：髖關節伸展角度定義為負 值，屈曲角度定義為正值；膝關節伸展角度定義為負值，屈曲角度定義為正值；踝關節 背屈角度定義為正值，蹠屈角度定義為負值。額狀面：髖關節與膝關節外展角度為正值，
內收角度為負值。踝關節外翻角度正值，內翻角度為負值。本研究動作要求以雙腳著地，
主要分析慣用腳之運動學參數。
(五) 動力學資料分析：
利用兩塊測力板 (Kistler 9287、AMTI 5507)，擷取頻率為 1000Hz，透過 Visal3D (C-Motion, Rockville, MD, USA) 軟體處理分析，測力板所測得的資料用來判斷著地的瞬間，
並將其測得之地面反作用力資料進行分析。因各體之間體重的差異，以身體的體重對原 始資料進行標準化，將標準化後之地面反作用力進行處理分析。下肢關節力矩以身體的 質量對原始資料進行標準化，將標準化後之關節力矩進行處理分析。資料分析著地瞬間 到身體重心最低點之相關動力學參數。
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