第 第
第三 三 三 三章 章 章 章 研究方法 研究方法 研究方法 研究方法
本章共分為六節說明：第一節研究架構；第二節場地布置；第三節研究對象；
第四節研究工具；第五節研究步驟；第六節資料處理與統計分析。
第一節 第一節 第一節
第一節 研究架構 研究架構 研究架構 研究架構
圖3-1 研究架構圖
本研究以不同工作限制為自變項，探討棒球選手的打擊動作表現，比較棒球 選手在慣用與非慣用打擊區打擊時的揮棒速度、擊球準確率、身體肢段之運動學 參數、肌群活化情形的差異情形，其研究架構圖如圖3-1。
因子：不同工作限制
非慣用打擊區 慣用打擊區 自
變 項
依 變 項
打擊動作表現
擊 球 準 確 率 運 動 學 參 數 身 體 肢 段 肌 群 活 化 情 形
揮 棒 速 度
第二節 第二節 第二節
第二節 場地布置 場地布置 場地布置 場地布置
本研究的動作拍攝地點為台東大學體育學系大樓 2F 運動科學實驗室，因應 研究所需將實驗室布置成如圖3-2 所示。
圖3-2 場地布置圖
圖 3-2 中以黑色粗線段所圍成的四邊形是指一面白色牆壁，擊球者站立於打 擊區內將球朝白色牆壁擊出，即球的飛行方向為朝牆壁而去。打擊網離牆壁 1 公尺，打擊座離牆壁3.8 公尺。6 台攝影機以長桌及腳架堆疊架高約離地面 2.2M 至3.2M 的高度，每台攝影機的架設空間位置說明詳見表 3-1。6 台攝影機皆以俯 角的方式向下拍攝，且其所圍出來的區域即為擊球者可做揮棒動作的空間範圍。
由於本研究是採兩套系統同步擷取動作表現數據的方式，因此兩系統所須搭配使 用的兩台筆電，研究者將擺放於擊球者右前方或左後方位置的桌上。
QTM EMG
80cm
5
2 1 3
4
5 6
表3-1 6 台高速攝影機的架設空間位置說明表
No. 架設高度（cm） 與本壘板尖點的距離（cm）
1 318 575
2 260 450
3 220 520
4 220 520
5 264 450
6 297 520
第三節 第三節 第三節
第三節 研究對象 研究對象 研究對象 研究對象
本研究採立意取樣的方式，針對研究目的，以台東縣某國小棒球隊球員 12 名為實驗參加者，參加者之背景資料如表3-2。
表3-2 實驗參加者之背景資料表
年齡（歲） 身高（Cm） 體重（Kg） 球齡（年）
平均數 11.17 148.1 41.78 1.42 標準差 0.39 7.17 7.79 0.51
第四節 第四節 第四節
第四節 研究工具 研究工具 研究工具 研究工具
依據本研究架構，所須研究工具如下所述：
一、動作擷取系統
Qualisys Motion Capture Systems 分為硬體及軟體部分，硬體部分包括：MSI 筆記型電腦、ProReflex cameras（Motion Capture Unit 240）、L 形校正架及 T 形 校正棒、反光球及反光貼條、網路線；軟體部分包括：Qualisys Track Manager
（簡稱QTM）、Microsoft office Excel 2003。
（一）MSI 筆記型電腦一台 1. 型號：CLEVO D410E
2. 處理器：Intel® Celeron® CPU 2.2GHz
3. 作業系統：Windows XP Professional Version 2002，內建應用軟體包含 Microsoft Office Excel 2003；Qualisys Track Manager Ver.2.0.387 等。
（二）ProReflex cameras（Motion Capture Unit 240）
採用六台 ProReflex cameras（MCU240），如圖 3-3 所示，擷取實驗參加 者在左右打擊區打擊動作過程中，身體上下肢段於空間座標軸中的運動學參 數，其拍攝頻率為每秒240 張。
圖3-3 ProReflex cameras（MCU240）攝影機 （三）L 形校正架及 T 形校正棒
校正架及校正棒用途為建立空間座標系與定義出動作活動空間，及校正 空間座標系中點跟點之間的誤差值。
圖 3-4 L 形校正架及 T 形校正棒 圖 3-5 反光球 （四）反光球及反光貼條
反光球 20 顆，用於標示身體各關節點，反光貼條一卷用於標示棒球用 或反光球無法黏貼其上之物品以反光貼條貼之。
（五）網路線
用於串連各攝影機以及將攝影機與電腦主機連結。
（六）Qualisys Track Manager（簡稱 QTM）軟體
本套軟體版本為 Ver.2.0.387，透過軟體研究者可以在拍攝過程中同步觀 看攝影機的拍攝情形，以及在資料處理工作時使用。
二、肌肉電位量測系統
Noraxon TeleMyo 2400T G2 肌電測量儀器包含 ACER 筆記型電腦、EMG 主 機、訊號接收器、處理資料軟體、相關物件等五項元件，如圖3-6。
（一）ACER 筆記型電腦一台 1. 型號：ASPIRE 4920
2. 處理器：Intel® Core™ 2 Duo CPU T7500 @ 2.2GHz
3. 作業系統：Windows Vista SP1，內建應用軟體包含 Microsoft Office Excel 2003；MR-XP 1.07 Master Application Protocol 等。
（二）EMG 主機
1. 主機包含：無線傳輸卡、電池、電極線插槽、頻道調整鈕等。
2. 無線傳輸卡：EMG 主機蒐集完肌肉活動電位的資料，透過無線傳輸卡將 資料傳送到接收器，其最大傳送範圍可達100M。
3. 電池：其充電一次約需花 4 小時，可使用時間約為 8 小時。
4. 電極線插槽：目前最多可同時連接 8 條電極線。即可同時量測 8 個部位 的肌肉活動電位。
5. 頻道調整鈕：主機與訊號接收器須使用相對應的頻道。如在量測當下所 使用的頻道已被其他儀器所佔用或發現接收訊號不佳時，研究者可透過 調整鈕做適度調整，以找到合適的頻道好傳送及接收資料。
圖3-6 Noraxon TeleMyo 2400T G2 肌電測量儀器 （三）肌電訊號接收器（PC-Interface Receiver）
1. 包含：無線傳輸卡、USB 傳輸線插槽、頻道調整鈕等。
2. 無線傳輸卡：訊號接收器透過無線傳輸卡接收最遠可達 100M 外的 EMG 主機所量測到的肌肉活動電位的資料。
3. USB 傳輸線插槽：訊號接收器藉由 USB 傳輸線，與筆記型電腦連結。當 連線完成後，研究者可於軟體觀察實驗參加者當下的肌肉活動電位的變 化情況，並進行資料的蒐集。
4. 頻道調整鈕：其功能與 EMG 主機之調整鈕相同。
（四）處理資料軟體
藉由 EMG 主機與訊號接收器所量測到的肌肉活動電位資料，於 MR-XP 1.07 Master Application Protocols 軟體中可觀察即時的電位變化情況。由於初 步記錄的原始肌電訊號無法適切解釋特定的肌肉收縮狀態，必須經過濾波去 除雜訊、整流翻正，甚至包絡線的修勻作用，才可依研究的目的做進一步的 比較分析。因此，本研究所蒐集到的肌電訊號，須透過 MR-XP 1.07 Master Application Protocols 軟體做進一步的資料分析，及數值、報表的輸出。
（五）相關物件
1. 配件如：電極線、電極貼片、USB 傳輸線、充電器等。
2. 電極線：共 8 條電極線，從 Channel 1 到 Channel 8，其中 Channel 1 包含
有一條地線，與其他7 個頻道不同。
3. 電極貼片：黏貼於肌群上，用於蒐集肌肉活動電位的訊號。
4. USB 傳輸線：使訊號接收器與電腦主機連接。
5. 充電器
三、棒球打擊座一組：包含本壘板及兩節式置球管。
圖 3-7 打擊座及置球管 圖 3-8 緊身衣 四、棒球棒及棒球：棒球棒1 支；棒球 1 顆
五、上半身緊身衣兩件
其衣服尺寸分別為 M 號及 L 號，各一件。由實驗參加者依自己的體型 挑選適合的緊身衣穿著。
六、燈泡組
做為給予實驗參加者反應訊號用，當燈泡亮燈後實驗參加者始能做打擊 動作。
七、五十公尺皮尺
用於丈量拍攝動作活動空間大小、打擊座離打擊網的距離、各攝影機的 間隔距離與離地面高度等，即用於丈量本研究所需的實驗空間。
八、桌排球計分牌
用於紀錄實驗參加者已完成的試作次數，同時研究者便於紀錄每一球的 試作情形。
九、刮鬍刀、藥用酒精、棉球
實驗參加者如體毛過長，先以刮鬍刀除毛，再以棉球沾藥用酒精擦拭、
清潔欲貼電極片的肌群，以獲得較佳的肌肉電位訊號。 字描述。蒐集研究所須之數據後，將數據輸出及匯入Microsoft Office Excel 2003 軟體做資料處理的工作，把資料處理成SPSS 軟體所能接受之檔案格式，最後匯
一 一 一
一、、、、預備實驗階段預備實驗階段預備實驗階段預備實驗階段
研究者就實驗拍攝所須的場地布置、儀器校正、器材定位、黏貼反光球及電 極片、揮棒動作拍攝至完成資料蒐集等流程，共實際操作8 次，從中建立可做為 正式實驗時所須的拍攝空間，其攝影機的架設空間位置如第二節場地布置的內容 所述。同時將過程中所遇到的問題排除。實驗流程的內容細節將於正式實驗階段 詳加說明。
二 二 二
二、、、、聯絡實驗參加者階段聯絡實驗參加者階段聯絡實驗參加者階段聯絡實驗參加者階段
針對本研究目的所需，研究者採立意取樣的方式，與台東縣某國小棒球隊教 練取得聯繫，並徵得教練的同意，以12 名球員為實驗參加者，共安排五個梯次 進行正式實驗。
三 三 三
三、、、、正式實驗階段正式實驗階段正式實驗階段正式實驗階段
（一）對象：台東縣某國小棒球隊球員 12 名。
（二）實驗流程 1. 場地布置
（1）地點：台東大學體育學系大樓 2F 運動科學實驗室。
（2）器材：動作分析儀器、肌電測量儀器、腳架六個、打擊座組一組、燈 泡組一組、桌排計分牌一個、椅子數張、長桌一張。
（3）布置內容：
○1動作分析儀器部分：攝影機架設的擺放位置為預備實驗階段所規劃出 的位置。放上腳架並將攝影機穩固地擺放其上，連接電源線及網路線，
使六台攝影機呈串聯的形式，且第一台攝影機與筆電連結。攝影機連 結完成後，於拍攝空間的地面，放上L 形校正架，以進行接下來的儀 器校正工作。
○2肌電測量儀器部分：透過 USB 傳輸線使訊號接收器與筆記型電腦連
結，讓研究者可以監控訊號接收的情況。將電極線就頻道編碼與EMG 主機連結。
○3長桌及椅子擺放位置為擊球者的右前方或左後方，以判別棒球被擊中 後的飛行情況。
○4打擊座組、燈泡組、桌排球計分牌待儀器校正完後再就定位。
2. 儀器校正
（1）動作分析儀器部份
○1透過Qualisys Track Manager 軟體監控，進行儀器的數值校正，使誤差 值落在理想值範圍內。
○2開始校正時，L 形校正架放置於地上，六台攝影機必須要能完整、清 晰的拍攝到校正架上的四個反光球，如有干擾點、糊模不清、光點過 亮或過暗，適度調整攝影機的光圈或焦距，待攝影機皆調整完畢後，
以 T 形校正棒進行下一階段的校正工作。校正時，設定 30 秒的擷取 時間，在此時間內，T 形校正棒須在 L 形校正架垂直上空揮動，並盡 可能地在研究者所欲拍攝的三維空間座標系中揮動，以建立實驗拍攝 空間大小，且軟體藉由揮動過程中進行計算點與點之間的誤差值，當 誤差值在0.5mm 以下，即開始進行動作拍攝。
○3攝影機拍攝頻率為每秒240 張。
（2）肌電測量儀器部份
○1透過MR-XP 1.07 Master Application Protocols 軟體，監控肌電訊號接收 器可正常地接收到 EMG 主機所量測及發送的肌電訊號。並輸入實驗 參加者的個人資料及設定相關數值，如同步攝影機的拍攝頻率、肌電 訊號擷取頻率等等。
○2肌電訊號擷取頻率為1500Hz。
3. 器材就定位
（1）打擊座：待 ProReflex cameras 校正完畢後，將打擊座擺放至原先 L 形