動作意象與虛擬實境棒球揮擊運動學分析

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(1)國立臺灣師範大學運動與休閒學院運動競技學系碩士學位論文. 動作意象與虛擬實境棒球揮擊運動學分析. 研究生：邱煜程指導教授：相子元. 中華民國 107 年 8 月中華民國臺北市.

(2) 動作意象與虛擬實境棒球揮擊運動學分析 2018 年 8 月研究生：邱煜程指導教授：相子元摘要隨著科技進步，棒球揮擊模擬訓練也發展出許多不同的方式，從傳統的拋球揮擊、動作意象，到影片投影以及現今的虛擬實境技術，運動訓練更加科技化，然而這些不同情境的模擬訓練可能存在動作上的差異，因此本研究企圖以動作分析的觀點了解在各訓練情境間，揮擊外角、中間和內角球路時，人體運動學參數的變化以及在動作上有何種改變。實驗招募 10 名大專公開一、二級棒球選手，進行拋球揮擊、動作意象、影片投影與虛擬實境之揮棒。以二因子重複量數變異數分析，比較情境與位置間的關節角度差異，並將空間中棒頭軌跡投影在實驗室座標平面上。結果顯示虛擬實境在動作準備期的骨盆內旋與上半身左旋角度顯著高於所有情境，影片投影也顯著高於其它情境，但影片投影在揮擊不同位置的球之擊球瞬間，雙側手肘屈曲角度與身體旋轉角度沒有差異；拋球揮擊在揮擊中間球之擊球瞬間，雙側手肘屈曲角度顯著高於所有情境，且棒頭軌跡在擊球後有較向前與向外的情形；動作意象在擊球瞬間的前腳屈曲角度顯著高於拋球揮擊與影片投影。本結果認為使用虛擬實境揮棒，在準備動作上有較佳的模擬投手投球動作效果，影片投影也有相似的效果，但無法反應擊球瞬間揮擊不同位置的球之動作變化；拋球揮擊在擊球瞬間較多的手肘彎曲為面對真實球路接近身體的動作反應，且真實擊中球的過程有助於揮棒時的棒頭延伸；以動作意象進行揮棒，擊球瞬間的前膝會有較為彎曲且延伸較少的情形。本研究認為虛擬實境有較好的模擬投手投球動作效果，但在擊球動作的反應上仍與實際拋球打擊有所差異，建議未來在運動訓練的實務上，能加入擊中球的撞擊效果，能有助於擊球後的棒頭延伸。. 關鍵詞：關節角度變化、揮棒動作結果、頭戴式顯示器 i.

(3) The kinematic analysis of baseball swing in motor imagery and virtual reality batting tasks August, 2018 Author: Yu-Cheng, Chiu Advisor: Tzyy-Yuang, Shiang Abstract. With the advancement of technology, baseball swing simulation training system has also developed in many different ways, from toss batting, motor imagery, to film projection and virtual reality, making sports training more technological. However, there may be difference in the movement among these simulated training. Thus, this study attempts to understand the changes in the kinematic parameters of the human body during the swing of the middle as well as outside and inside corners from the perspective of motion analysis. This study recruited 10 college baseball players to perform baseball swing using toss batting, motor imagery, film projection, and virtual reality. The difference in joint angle between each condition was analyzed by two-way analysis of variance, and the bat head trajectory was projected on the laboratory coordinate plane. The results showed that the pelvic internal rotation and the upper body left rotation angles during the preparation period under virtual reality were significantly higher than all other conditions, and the film projection was also significantly higher than other situations, but there was no difference between bilateral elbow and body rotation angles among different batting zone under film projection; the bilateral elbow flexion angle at the ball contact under toss bating was significantly higher than all other conditions, and the bat head trajectory revealed a more forward and outward situation after the real impact; the lead knee flexion angle at the ball contact under motor imagery was significantly higher than the toss batting and film projection. These results indicated that virtual reality is the best way to stimulate pitcher’s pitching motion, the film projection also has a similar effect, but it cannot respond to the action of swing in different position; the bilateral elbow movement with more flexion under toss bating is the action response facing the real inside ball, and the process of actually hitting the ball helps to extend the bat. This study suggests that the virtual reality training system has a better effect to simulate pitcher pitching, but the reaction of the batting movement is still different from the toss batting task. Key words: joint angle variation, swing performance, head-mounted display. ii.

(4) 第壹章目次. 中文摘要…………………………………….…..………………………………i 英文摘要…………………………………….…..……………………………… ii 目次………………………………………….…..………………………………iii 表次………………………………………….…..………………………………v 圖次………………………………………….…..………………………………vi. 第壹章. 緒論…...…………………………………..…………………..1. 第一節. 研究背景……………………………………….…………1. 第二節. 研究問題……………………………………….…………2. 第三節. 研究目的……………………………………….…………3. 第四節. 研究假設……………………………………….…………3. 第五節. 研究範圍與限制……………………………………….…3. 第六節. 名詞操作定義………………………………………….…4. 第七節. 研究之重要性………………………………………….…4. 第貳章. 文獻探討…...…………………………………...…………… 5. 第一節. 動作意象對運動表現改善情形……………………….…5. 第二節. 虛擬實境輔助運動概述…………………………….……7. 第參章. 研究方法…...…………………………………..………..… 12. 第一節. 實驗參與者…………………………………….……………… 12 iii.

(5) 第二節. 實驗設備………………………………….…………………… 12. 第三節. 實驗步驟…………………………………….………………… 14. 第四節. 實驗設計…………………………………….………………… 15. 第五節. 資料處理…………………………………….………………… 18. 第六節. 統計分析…………………………………….………………… 20. 第肆章. 結果…...…………………………………..……………….. 21. 第一節. 情境與位置對各關節角度交互作用情形…………………….……24. 第二節. 情境與位置之各別主要效果對關節角度變化……………….……29. 第三節. 棒頭軌跡……………………………………………………….……47. 第伍章. 討論…...…………………………………..……………….. 49. 第一節. 討論……………………………………………………….…… 49. 第二節. 結論與建議……………………………………………….…… 54. 引用文獻…...…………………………………..………..……………..55 附錄一實驗參與者須知……………………………..………………60 附錄二實驗參與者同意書…………………………..………………61 附錄三實驗參與者基本資料表……………………..………………62. iv.

(6) 表次. 表1、動作意象對運動改善情形……………………….…………………..……5 表2、虛擬實境對運動改善情形……………………….…………………..…11 表3、受試者基本資料………………………………….…………………..……12 表4、關節角度定義與方向………….………….………….……………..……19 表5、動作分期點 1 (Stance) 情境與位置交互作用與主要效果………..……21 表6、動作分期點 2 (Load) 情境與位置交互作用與主要效果………..……22 表7、動作分期點 3 (Foot contact) 情境與位置交互作用與主要效果………23 表8、動作分期點 4 (Ball contact) 情境與位置交互作用與主要效果………23 表9、動作分期點 5 (Follow-through) 情境與位置交互作用與主要效果……23 表10、動作分期點 1 (Stance) 之上半身關節角度參數…………………37 表11、動作分期點 1 (Stance) 之下半身關節角度參數…………………38 表 1 2 、動作分期點 2 ( Lo a d ) 之上半身關節角度參數 … … … … … … … 3 9 表 1 3 、動作分期點 2 ( Lo a d ) 之下半身關節角度參數 … … … … … … … 4 0 表1 4、動作分期點 3 (Foot cont act ) 之上半身關節角度參數…………41 表1 5、動作分期點 3 (Foot cont act ) 之下半身關節角度參數…………42 表1 6、動作分期點 4 (Bal l cont a ct ) 之上半身關節角度參數 ……… …43 表1 7、動作分期點 4 (Bal l cont a ct ) 之下半身關節角度參數 ……… …44 表18、動作分期點 5 (Follow-through) 之上半身關節角度參數………45 表19、動作分期點 5 (Follow-through) 之下半身關節角度參數………46. v.

(7) 圖次. 圖 1、Vicon 紅外線攝影機……………………….…………………..……………12 圖 2、HTC VIVE 虛擬實境系統……………………….…………………………13 圖 3、Nikon KeyMission 360 運動攝影機……………………….………………13 圖 4、Formosa 職業級白樺木棒與反光球黏貼位置……………………………13 圖 5、實驗參與者以 Full body plug-in gait model 黏貼全身反光球…………13 圖 6、實驗流程圖…………………………………………………………………15 圖 7、實驗參與者進行拋球揮擊…………………………………………………16 圖 8、實驗參與者進行動作意象揮擊……………………………………………16 圖 9、實驗參與者進行虛擬實境揮擊……………………………………………17 圖 10、實驗參與者進行影片投影揮擊……………………………………………17 圖 11、影片投影情境………………………………………………………………18 圖 12、揮棒動作分期………………………………………………………………20 圖 13、動作分期點 2 之前手肘屈曲角度交互作用情形…………………………24 圖 14、動作分期點 4 之前手肘屈曲角度交互作用情形…………………………24 圖 15、動作分期點 5 之前手肘屈曲角度交互作用情形…………………………25 圖 16、動作分期點 2 之後手肘屈曲角度交互作用情形…………………………25 圖 17、動作分期點 4 之後手肘屈曲角度交互作用情形…………………………26 圖 18、動作分期點 5 之前膝屈曲角度交互作用情形…………………………26 圖 19、動作分期點 3 之後膝屈曲角度交互作用情形…………………………27 圖 20、動作分期點 5 之骨盆旋轉角度交互作用情形…………………………28 圖 21、動作分期點 4 之上半身旋轉角度交互作用情形………………………28 圖 22、動作分期點 5 之上半身旋轉角度交互作用情形………………………29 圖 23、動作分期點 3 之位置主要效果對前手肘屈曲角度變化情形…………29 vi.

(8) 圖 24、動作分期點 3 之情境主要效果對後手肘屈曲角度變化情形…………30 圖 25、動作分期點 5 之情境主要效果對後手肘屈曲角度變化情形…………30 圖 26、動作分期點 4 之位置主要效果對後肩外展角度變化情形……………31 圖 27、動作分期點 4 之情境主要效果對前膝屈曲角度變化情形……………31 圖 28、動作分期點 4 之情境主要效果對後膝屈曲角度變化情形……………32 圖 29、動作分期點 4 之位置主要效果對後膝屈曲角度變化情形……………32 圖 30、動作分期點 5 之位置主要效果對後膝屈曲角度變化情形……………32 圖 31、動作分期點 5 之位置主要效果對前髖旋轉角度變化情形……………33 圖 32、動作分期點 1 之情境主要效果對骨盆旋轉角度變化情形……………34 圖 33、動作分期點 2 之情境主要效果對骨盆旋轉角度變化情形……………34 圖 34、動作分期點 3 之位置主要效果對骨盆旋轉角度變化情形……………34 圖 35、動作分期點 1 之情境主要效果對上半身旋轉角度變化情形…………35 圖 36、動作分期點 2 之情境主要效果對上半身旋轉角度變化情形…………35 圖 37、動作分期點 3 之位置主要效果對上半身旋轉角度變化情形…………36 圖 38、棒頭軌跡於 X-Y 平面之示意圖…………………………………………47 圖 39、棒頭軌跡於 X-Y 平面之示意圖…………………………………………47 圖 40、揮擊外角球於 X-Y 平面棒頭軌跡………………………………………47 圖 41、揮擊中間球於 X-Y 平面棒頭軌跡………………………………………47 圖 42、揮擊內角球於 X-Y 平面棒頭軌跡………………………………………48 圖 43、揮擊外角球於 X-Z 平面棒頭軌跡………………………………………48 圖 44、揮擊中間球於 X-Z 平面棒頭軌跡………………………………………48 圖 45、揮擊內角球於 X-Z 平面棒頭軌跡………………………………………48. vii.

(9) 第壹章緒論. 第一節研究背景棒球運動中的打擊，是一項講求技術和動作流暢的運動，需要經由數十萬次大量、反覆且有效率的揮擊訓練，方能在運動場上達到穩定、不易揮空的擊球表現。棒球的揮擊訓練，大致可分為揮擊球體和空揮 (Dry swing) 兩種模式，在揮擊球體的過程中，經由球棒與球不斷的接觸，擊球瞬間的碰撞聲音大小與視覺距離遠近，可以使選手得知每次的擊球情形和動作表現，藉以增加揮擊技術。拋球揮擊 (Toss batting) 就屬於此類型的揮擊訓練項目之一，因能在較小的場地和受限制的空間，以布置擊球網的方式，請訓練員將球拋在外角、中間和內角的位置，模擬球進壘的過程並進行揮擊，是一種常見且環境容易控制的訓練方式；空揮則能在無法進行實際擊球的情況下，透過意象訓練的方式模擬比賽時投手投球情境，想像來球的高、低、內、外、速度和軌跡並加以揮棒，進而達到揮棒時的動作流暢。意象訓練是利用身體中的感官系統，視覺、聽覺、感覺，去創造運動中的經驗 (季力康，1996)，包含動作意象以及動作觀察兩種模式，動作意象是指運動員企圖去製造意象畫面，為即將要執行的動作和運動技能進行準備；動作觀察則是指從現場或是錄製的影片觀察自己或是一個模範的對象，運動員成功地執行動作和運動技能 (Neuman & Gray, 2013)。運動心理學家認為運動員透過意象訓練，在運動技術或學習上能夠增進表現 (Holmes & Wright, 2017)，因此棒球選手能藉由描繪競賽時的意象情境與搭配意象訓練指導語，例如：在空揮棒訓練時，詳細描述比賽時的比分狀況、出局數、壘上有人情形、投手來球球路位置和變化，搭配指導語要求選手針對各預設球路進行出棒，經由意象情境讓腦中的影像更加活躍及逼真 (陳淑滿、葉志仙，2000)，在空揮時能以更有目標和效率的方式訓練，又或者以動作觀察、影片觀察的方式進行意象訓練，例如：讓選手觀看高水準的 1.

(10) 比賽投打對決，觀賞完後閉眼回想整個動作過程，在腦中不斷的反覆播放，並且實際運用在自身的揮棒動作流程，藉以達到視覺化的意象訓練。若要以更直覺和視覺化的方式來進行揮棒訓練，則能用影片進行模擬或是使用虛擬實境來達成。前者能藉由錄製比賽現場之投手的投球影片，讓選手觀看影片中的投球動作與球出手後的球路變化，並進行揮棒訓練，過程中不僅能提升揮擊時的技術，也能幫助選手對該名投手的投球型態、投球動作與球路軌跡有認知上的幫助，輔助於揮棒動作與節奏上的調整；後者透過電腦技術創造出一個虛擬的三維空間，提供視覺、聽覺、觸覺等感官系統的刺激與模擬，使用者戴上頭戴式顯示器，不僅能感受到如同真實世界般的體驗，也能與虛擬環境進行互動，同時兼具前述影片之模擬投手動作與球路軌跡於認知上的助益，因此，近年來許多的職業棒球運動隊伍就利用其特性與優勢，將虛擬實境系統作為輔助棒球訓練的工具，透過虛擬技術建立球場環境、以數據模擬球種、球速和投球軌跡，或將 360 度攝影機錄製的投手投球畫面匯入虛擬實境系統，針對該畫面、情境，甚至是針對特定的投手投球內容進行揮棒，訓練的過程中不但能身歷其境、模擬比賽的效果也更為真實。然而，拋球揮擊、動作意象、影片投影與虛擬實境之不同情境的揮棒訓練，在動作上可能存在差異，進而可能影響長期訓練的效益，因此本研究欲探討不同訓練情境間在動作上的異同，以釐清各訓練情境間的動作變化與差異，此研究結果將能幫助選手與教練於揮棒動作變化上的認知，並有助於運動訓練上的實務與未來之應用。. 第二節研究問題隨著科技進步，棒球揮擊模擬訓練的方式也發展出許多不同方式，從傳統的拋球揮擊、動作意象，到影片投影以及現今的虛擬實境技術，使得運動訓練更加科技化，然這些不同情境的模擬訓練是否存在動作上的差異，仍缺乏科學研究驗 2.

(11) 證，有鑑於動作上的差異性可能影響長期訓練的效益，因此，本研究企圖由動作分析的觀點了解在各訓練情境間，進行外角、中間和內角球路揮擊時，運動學參數的變化以及在動作上有何種影響。. 第三節研究目的 1.. 比較使用拋球揮擊、動作意象、影片投影和虛擬實境訓練情境，在揮擊外. 角、中間和內角直球時，於揮棒各動作分期之關節角度變化。 2.. 比較各訓練情境間，揮擊外角、中間和內角直球之揮棒軌跡。. 第四節研究假設 1.. 使用影片投影與虛擬實境揮棒，兩者會有較相似的揮棒動作過程。. 2.. 拋球揮擊的動作延伸情形會多於動作意象。. 3.. 揮擊內角球相較於揮擊外角球，雙側手肘會彎曲的較多。. 4.. 空揮情境與揮擊實際球體的揮棒軌跡會呈現不同的情形。. 第五節研究範圍與限制 1.. 許多研究將完整的揮棒動作劃分為五個時間點，但在空揮的情境下，與球體間沒有實際的碰撞情形，因此缺乏在擊球瞬間 (Ball contact) 的揮擊資訊。參考過去的文獻，將棒頭最快速度 (Max bat head speed) 做為代表此時間點的方式。. 2.. 本研究中影片投影與虛擬實境的投手與球速設定，為右投手以四分之三揮臂動作投擲 100 km/hr 的直球，動作意象為實驗參與者以想像的方式建立上述的設定，因此投手與球速的設定於各訓練情境間的呈現，為本研究上的限制。. 3.

(12) 第六節名詞操作定義本研究中圖與表所指稱的 Toss、IM、Video、VR，分別代表拋球揮擊、動作意象、影片投影與虛擬實境情境。. 第七節研究之重要性了解使用各訓練情境進行揮棒，於人體運動學參數的變化和對動作的影響，能建立選手、教練在揮棒動作變化上的認知，增加選手在使用各訓練情境上的意願、效果及正確性，並能針對研究結果來增加或改善各訓練系統的內容，以達到最接近實際比賽與訓練的效果。. 4.

(13) 第貳章文獻探討. 第一節動作意象對運動表現改善情形動作意象 (Motor imagery) 與動作觀察 (Action observation)，是最常在競賽中運用作為改善運動表現的兩種心理準備技術，動作意象是指運動員企圖去製造意象畫面，包含即將要執行的動作和運動技能；動作觀察則是指從錄製的影片或現場，觀察自己或是一個模範的對象，成功地執行動作和運動技能 (Neuman & Gray, 2013)。過去研究顯示兩種準備技術均能增進運動表現，特別是動作意象常用於菁英的運動選手 (Krane & Williams, 2006)，運動員普遍也認為動作意象是一項有效、有價值且有趣的心理準備技術，能作為輔助實際運動和改善表現，也被廣泛地運用在各項目的競技運動中，如：棒球、跳高 (Olsson, Jonsson, Larsson, & Nyberg, 2008)、足球、網球、韻律體操……等等。更有研究支持動作意象和動作觀察在腦部的知覺動作區域 (Perceptual-motor areas) 活化情形，與在實際執行動作時是相同的 (Buccino et al., 2001; Holmes & Collins, 2001)，因此也提出兩者之間是功能對等的 (Functional equivalence)。 Neuman 與 Gray (2013) 比較動作意象和動作觀察兩種方式在棒球揮擊的表現，參與者為沒有任何經驗的新手和具有經驗的棒球選手，兩組選手被隨機指派至動作意象、動作觀察和控制組三種情境，參與者需要執行三種不同方向的實際擊球：拉打、推打和犧牲打，在進行實際擊球前會有各自的準備情境。意象情境組中，參與者會聽到拉打、推打和犧牲打動作的情境描述，動作觀察組中，參與者會先閱讀影片的指導語，隨後觀看職業級的打者成功地擊出拉打、推打和犧牲打的影片，控制組中僅會有閱讀棒球文章，結果顯示兩種心理準備技巧均較控制組顯著地增加成功擊球結果，也建議像對於棒球打擊這種難度較高的運動，在擊球前讓有經驗的選手觀看成功打擊的影片是最有效率的準備方式。Nelson, Czech, 5.

(14) Joyner, Munkasy 與 Lachowetz (2008) 比較動作意象和動作觀察在改善棒球投球時的效益，將 6 名高中選手平均分類為高視覺化和低視覺化能力，且隨機分配至動作意象、影像觀察和控制組中，結果顯示動作意象和影像觀察兩組選手的投球準確度，均顯著高於控制組，且高視覺化能力選手的表現改善情形，又高於低視覺化能力的選手。此外，多週的意象訓練也證實能有效地改善菁英運動員的表現，Seif-Barghi, Kordi, Memari, Mansournia 與 Jalali-Ghomi (2012) 招募69名菁英男性足球員，平均且隨機分配至意象組和控制組，在8週的影片輔助訓練後，意象組選手成功的傳球比率顯著高於控制組。Guillot, Desliens, Rouyer 與 Rogowski (2013) 招募5 名女性和7名11歲年輕菁英網球選手，先進行8週的網球和體能訓練，再進行8週的體能與意象訓練，在訓練結束後的測驗結果顯示網球發球準確度和發球速度，均較前8週和未訓練前顯著地上升。Battaglia 等人 (2014) 進行6週的韻律體操選手訓練，並以動作觀察和垂直跳作為意象組的訓練方式，控制組則以腹部伸展運動和垂直跳進行訓練，以單腳跳、落下跳和下蹲跳做為評估訓練後的跳躍能力，結果顯示意象組在6週訓練後跳躍能力顯著地上升、與控制組有顯著差異，另外選手製造意象畫面能力和訓練後的騰空時間達顯著相關。綜合以上文獻，動作意象和動作觀察都能有效改善棒球選手在投球與揮擊時的動作表現，特別是應用在菁英選手，兩種方式作為輔助實際運動在效果上也都較控制組好，也被廣泛地應用於各種的競技運動項目中，在進行意象訓練時常會以動作觀察或是看影片的方式作為課程上的安排與使用，此外，多週的實際訓練輔以意象訓練，在表現上也較僅有實際訓練改善來的更多。. 6.

(15) 表 1、動作意象對運動改善情形之文獻整理作者. 運動項目. 實驗參與者. Nelson 等人 (2008). 棒球投球. 6 名高中棒球意象組、影片觀意象組與影片觀選手察組與控制組察組的投球準確性顯著高於控制組. Neuman 與. 棒球揮擊. 48 名新手與有動作意象組、影動作意象組與影經驗選手片觀察組與控片觀察組成功揮制組擊次數均高於控. Gray (2013). 實驗分組. 結果. 制組 Seif-Barghi 等人. 足球傳球. 69 名菁英足球意象組與控制意象組的傳球成選手組功率顯著高於控制組. (2012) Guillot 等人 (2013). 網球發球. 12 名年輕菁英進行前後測，包在後 8 週體能與網球選手含 8 週網球和體意象訓練後，發球能訓練與 8 週體準確性和球速均能與意象訓練顯著高於前 8 週網球與體能訓練. Battaglia 等人 (2014). 韻律體操. 72 名女性韻律意象組與控制 6 週訓練之後，意體操選手組分別進行 6 週象組顯著地改善的訓練跳躍能力. 第二節虛擬實境輔助運動概述虛擬實境 (Virtual reality, VR) 提供使用者如同真實世界般的視覺、聽覺和觸覺的模擬，並具有沉浸性和互動性的特色，不但讓使用者能融入虛擬情境中、具有臨場感，在觸碰虛擬實境的物件時，也會有如同真實世界的反應。隨著虛擬實境技術與產品的發展日趨成熟，虛擬實境系統不僅能提供遊戲娛樂上的使用，其環境給予使用者在表現上的回饋，能增加動作的學習能力，並允許他們以一個安全的方式來獨立探索環境，增加他們在高強度的遊戲或訓練流程中的自主性和獨 7.

(16) 立性 (de Bruin, Schoene, Pichierri, & Smith, 2010; Deutsch & Mirelman, 2007)，因此虛擬實境作為工具對帕金森氏症患者和中風病患的復健 (Kim, Darakjian, & Finley, 2017; Trombetta et al., 2017; Yeh et al., 2017) 、評估步態與姿勢控制 (Chiarovano, Wang, Reynolds, & MacDougall, 2018)，或是於輔助訓練、改善運動表現和幫助動作分析、運動策略分析上 (Martinho et al., 2016; Pataky & Lamb, 2017)，都有具有良好的效果。過去文獻也指出虛擬實境中環境的真實感，能激發使用者於比賽時的心理狀態，Stinson 與 Bowman (2014) 開發一套虛擬足球守門系統，研究使用虛擬實境於運動心理學訓練的可行性與實用性，使用者必須使用身體對虛擬自由球射門進行防守，其結果顯示運動型虛擬實境系統的環境能誘發更多的焦慮，能為運動員帶來真實比賽的高張力情境。在運動訓練及幫助表現的文獻中，Martinho 等人 (2016) 比較使用虛擬實境系統於腹部盆腔訓練 (Abdominopelvic training) 與使用藥球進行骨盆腔底肌肉訓練 (Pelvic floor muscle training, PFMT)，結果顯示兩種流程均能改善骨盆底肌肉肌力，並以兩種訓練同樣有效且能運用於臨床實務上作為建議。吳唯平、許年瑩與王令儀 (2011) 以 Wii 遊樂器中的虛擬實境功能及瑜珈遊戲軟體，給予平衡控制訓練與即時壓力中心位置的視覺回饋，在進行四週的站姿平衡動作訓練之後，發現 Wii 平衡訓練組較一般訓練組與控制組，於開眼單腳站姿之靜態平衡能力有顯著的進步，顯示站姿平衡能力訓練輔以 Wii 遊樂器之虛擬實境特性協助，可獲得有效的靜態平衡訓練成效。近期在 Gray (2017) 虛擬實境訓練轉換到真實棒球揮擊的研究中，透過設計一個適應性的棒球虛擬環境，檢驗認知到動作行為技巧的訓練，轉換到真實的棒球表現上。Gray 將訓練的組別分為虛擬環境揮擊訓練組、實際揮擊訓練組和虛擬環境適應訓練組，在前兩種組別中，要分別將虛擬球、發球機投球成功擊出安打，且每揮擊 3 顆球後，球速會增加 1mph，在虛擬環境適應訓練組中，打者成功將球擊出成安打，下一球球速將增加 2mph，反之若為好球，則減少 2mph，接 8.

(17) 著將球的高度改為若擊出安打則從紅中位置增加 5cm，若為好球則減少 5cm。結果顯示選手在虛擬環境的適應訓練組中，於評估擊球表現的 8 個項目中，有 7 項的後測表現顯著高於前測，其改善表現的程度也顯著優於其他組別，且這些進步在一個月後的保留測仍能維持，顯示此種階梯式的虛擬環境訓練方式能有效地轉換到真實擊球表現上。在職業運動訓練的實務上，2018 的冬季奧林匹克運動會，美國滑雪隊就與開發虛擬實境給運動員進行訓練的公司合作，利用 4K 攝影機拍攝實際的比賽賽道，搭建出 360 度的場景讓選手訓練，選手們能充分地熟悉他們未來即將進行比賽的場地，過去選手僅能在奧運會所舉辦的視察日，以大約一天的時間進行賽道的測試和場地的視察，現在透過虛擬實境的技術與模擬，選手有更充裕的時間做好賽前的準備，對於賽道熟悉的程度能遠高於對手，同時也能降低賽前訓練所致使的受傷風險。德國足球協會、荷蘭足球國家隊也分別使用各公司所開發的虛擬實境訓練系統，運用球員的身高、體重、速度等個人化數據，並調動比賽場上的鏡頭，重建比賽的某個關鍵時刻，不僅在賽後能評估選手的表現，選手也能以第三人稱的視角不斷重複觀看比賽畫面，彷彿再次回到比賽現場並重新進行決策，教練也可以依據球員的反應預測在未來的比賽中他們會做出什麼樣的選擇，並告訴他們當下的情況該怎麼做。近年來在棒球的訓練與實務上，許多職業棒球運動隊伍如：美國職棒大聯盟的底特律老虎隊、坦帕灣光芒隊、日本棒球機構的東北樂天金鷲、橫濱 DeNA 海灣之星也與各家廠商合作，利用棒球場上的雷達系統，蒐集比賽時的資訊輔以虛擬實境技術，將這些大數據化身成為真實可用的球種、球速與球路變化，搭配可追蹤動作的感測器如放置在球棒尾端，這些職業球員戴上頭戴式顯示器，就能選定特定的投手、挑選特定的球種與球路，進行揮棒的訓練。從上述虛擬實境之運動訓練的文獻與實務中，可以發現研究與應用兩者是同時並行的，在棒球的運動項目中更是如此，然而，使用虛擬實境系統進行棒球的揮擊訓練，目前雖有研究顯示其在增進表現上的效益、但仍缺乏與其他訓練情境 9.

(18) 在揮擊動作上的比較，藉由了解虛擬實境系統與各訓練情境在動作上的相異之處與使用上的限制，將有助於最佳化運動訓練的效益。在使用虛擬實境系統分析運動策略與表現或進行運動時，通常會包含捕捉運動員在特定運動上的動作，這些動作不僅有益於虛擬人物動畫製作，也提供比較受試者在真實與虛擬情境中的移動情形，且虛擬實境系統提供的環境與球路軌跡，與球員的肢段間能有即時的相互作用，也是一般影片系統所無法呈現的。Bideau 等人 (2004) 使用 12 台紅外線攝影機，紀錄當虛擬球員丟球時手球守門員的移動，守門員必須移動到攔截點的位置以攔截虛擬的球，藉由捕捉這些身體不同肢段的動作，提供重要的訊息於完整的行為分析，當處於不斷變化的視覺資訊時選手如何判斷與反應。Brault, Bideau, Kulpa 與 Craig (2012) 使用三維動作分析系統同時捕捉橄欖球員攻擊者和防守者的動作，並以生物力學方式追溯性深入分析攻擊者如何成功地擊敗防守者，並進一步將實際的情境以虛擬角色動畫呈現，測試有經驗橄欖球選手和新手對於偵測假動作行為的能力，他們必須決定虛擬球員最後跑動的方向，並做出最快的判斷。比較動作意象與虛擬實境的相似之處，動作意象需要感官與知覺的運行過程，虛擬實境包含參與者同時在認知上與動作、運動上的相互影響，需要藉由虛擬環境中所同時提供的計畫、注意力、環境的刺激、感官系統的整合與資訊的運行 (Mirelman et al., 2011)，兩者在運動上有著相似且共同的認知重點，然而，在動作表現上的回饋是不同的，動作意象是屬於內部的回饋，使用者沒有明顯的外在動作能使他們感覺到，或是看到他們的動作；虛擬實境則是多了來自於環境或是遊戲的外部回饋，從螢幕上移動的虛擬影像於聽覺或視覺回饋，到遊戲結束後的分數或結果，都能傳遞有關在動作表現上的知識，且使用者在體驗的情境中有著實際的動作和互動 (Mirelman, Maidan, & Deutsch, 2013)。在動作意象與虛擬實境並行且比較的研究，僅有 Im, Ku, Kim 與 Kang (2016) 以虛擬實境影像引導動作意象能力誘發運動皮質興奮性 (Corticomotor excitability)，相較於單一使用動作意象能力的誘發方式效果來得好。 10.

(19) 根據以上文獻總結，虛擬實境在感官以及認知上有著與動作意象相似的重點，但在表現的回饋上多了視覺與聽覺的訊息，且與使用者有實際的互動行為；利用虛擬實境技術建立虛擬場景與人物，搭配紅外線攝影機與三維動作分析系統，能突破以往在使用影片上的技術限制，瞭解選手的反應、判斷與策略並建立完整的力學動作分析，且有文獻證實使用虛擬實境在幫助訓練作為輔助的流程、於增進表現上都有良好的效果。. 表 2、虛擬實境對運動改善情形之文獻整理作者. 運動項目. 結果. Gray (2017). 棒球. 階梯式的虛擬實境棒球訓練，能有效轉換到真實棒球打擊上. Stinson 與 Bowman (2014). 足球. 虛擬環境能為運動員誘發更多的焦慮. Martinho 等人 (2016). 肌力訓練. 虛擬實境與藥球的骨盆腔底肌肉訓練，均能增加肌力. 吳唯平等人 (2011). 平衡能力. 以 Wii 遊樂器之虛擬實境協助站姿平衡訓練，可有效改善靜態平衡能力。. 11.

(20) 第參章研究方法. 第一節實驗參與者招募 10 名大專公開一、二級棒球隊選手為實驗參與者，均為右打者，資料如表 3 所示。參與者在進行本實驗的近六個月內，皆無神經、肌肉、骨骼、韌帶、肌腱和心血管方面的傷害與疾病。若戴上虛擬實境頭戴式顯示器 (Head-mounted display, HMD) 會有暈眩的情形，則排除在本實驗之外。每位參與者進行本實驗前，均予以說明研究內容、實驗步驟及注意事項，並於詳閱參與者須知、瞭解實驗內容後簽署參與者同意書，同意參與本實驗。. 表 3、受試者基本資料. Mean SD. 年齡 (years). 球齡 (years). 身高(cm). 體重 (kg). 21. 11. 178. 84. ±1.4. ±2.1. ±4.8. ±12.7. 第二節實驗設備一、Vicon motion capture system (Oxford Metrics Limited, UK) 利用 Vicon 動作分析系統與紅外線攝影機，追蹤黏貼於球棒和參與者全身的反光球，捕捉揮擊動作時人體運動學參數、關節角度與球棒軌跡，擷取頻率為 250Hz。. 圖 1、Vicon 紅外線攝影機 12.

(21) 二、HTC VIVE 虛擬實境系統 (HTC, Taiwan) 作為讓實驗參與者以肢體動作與虛擬場景互動之沉浸式體驗系統，其中兩個 Lighthouse 方形盒子發射紅外線光，計算頭戴式顯示器在空間中的位置，藉以定位出頭部所在之處。. 圖 2、HTC VIVE 虛擬實境系統. 三、Nikon KeyMission 360 運動攝影機 (Nikon, Japan) 以 4K 畫質錄製 360 度全景投球影片，將影片畫面匯入 HTC VIVE 虛擬實境系統，呈現錄製畫面。. 圖 3、Nikon KeyMission 360 運動攝影機. 四、Formosa 職業級白樺木棒 (Formosa, Canada) 球棒長度 860mm，重量 895g，反光球黏貼於棒頭前側、棒頭後側、棒尾、握把上方和球棒質心位置。. 圖 4、Formosa 職業級白樺木棒與反光球黏貼位置 13.

(22) 圖 5、實驗參與者以 Vicon full body plug-in gait model 黏貼全身反光球. 第三節實驗步驟實驗開始前，請實驗參與者進行伸展和揮棒熱身。實驗開始時，參與者會進行一組有真實球體的拋球揮擊，結束後以平衡次序方式進行動作意象、影片投影和虛擬實境三組情境的揮擊，進行虛擬實境揮擊前，會請參與者體驗虛擬實境之棒球遊戲，讓參與者習慣頭戴式顯示器的重量、虛擬實境畫面與360度場景與視角，揮擊過程中以Vicon動作分析系統擷取黏貼於球棒與參與者之反光球資料。. 14.

(23) 圖6、實驗流程圖. 第四節實驗設計揮擊訓練情境包含拋球揮擊、動作意象、影片投影和虛擬實境等4組揮棒，除拋球揮擊先進行外，其餘採平衡次序方式進行，動作意象組為以指導語進行投手投球之情境描述，影片投影為將錄製影片畫面投影至牆面上，虛擬實境組為以頭戴式顯示器呈現之360度全景棒球鳥籠投手投球畫面，每組情境中均有外角、中間和內角位置之直球配置，各位置球路會各出現3次且隨機出現。影片投影及虛擬實境之球路位置，會先請參與者挑選個人喜好之外角、中間和內角位置之影片後再進行揮擊。. 一、拋球揮擊訓練員會將球拋入實驗參與者之外角、中間和內角位置，若參與者不滿意拋球位置或自身擊球動作時，則再次進行該位置之擊球至滿意為止。. 15.

(24) 圖7、實驗參與者進行拋球揮球. 二、動作意象情境參與者戴上藍芽耳機聆聽以下情境描述，聽到指導語”開始揮棒”一詞時則進行揮棒。外角直球： ”閉上眼睛，你現在站在棒球鳥籠的打擊區上，深呼吸然後吐氣。現在投手已經準備就緒要向你投球，投手開始抬腳、跨步、揮臂、然後將球投出，是一顆外角100公里的直球，現在開始揮棒。” 當描述中間及內角位置球路時，則將上述指導語中的外角一詞分別以中間、內角進行替換。. 圖8、實驗參與者進行動作意象揮擊. 16.

(25) 三、影片投影情境將錄製的投球影片投影在白色牆面上，畫面視角均為影片播放器之預設視角，實驗參與者對影片來球進行揮棒。. 圖9、實驗參與者進行影片投影揮擊. 圖10、影片投影情境 (畫面由左至右依序為直球外角、中間和內角). 四、虛擬實境情境將錄製的360度投球影片以虛擬實境系統呈現，參與者戴上頭戴式顯示器針對畫面來球進行揮棒。. 17.

(26) 圖11、實驗參與者進行虛擬實境揮擊. 第五節資料處理一、空間座標系統與人體座標系統：定義X方向為實驗室測力板長邊朝前方向，Z方向為垂直向上方向，Y方向為右手定則之Z方向往X方向之垂直正交。人體各肢段間坐標系參照Vicon full body plug-in gait model。. 二、關節角度與揮棒軌跡：關節角度以Vicon full body plug-in gait model輸出雙側手肘屈曲角度、雙側膝屈曲角度、雙側髖內旋角度、後肩外展角度、骨盆旋轉角度及上軀幹屈曲角度，並擷取揮棒時的5個動作分期之關節角度資料，關節角度的定義與方向如表4所示；揮棒軌跡以黏貼於球棒棒頭前側與後側之反光球座標位置進行平均，作為揮棒過程棒頭位置於空間中之軌跡。. 18.

(27) 表4、關節角度定義與方向 Angles. Sequence Positive rotation. Axis. Direction. Lead elbow flexion. 1. Flexion. Humeral Y. Anti-clockwise. Back elbow flexion. 1. Flexion. Humeral Y. Clockwise. Back arm abduction. 2. Abduction. Thorax X'. Clockwise. Lead knee flexion. 1. Flexion. Thigh Y. Anti-clockwise. Back knee flexion. 1. Flexion. Thigh Y. Anti-clockwise. Lead hip ir. 3. Internal Rotation. Pelvis Z''. Clockwise. Back hip ir. 3. Internal Rotation. Pelvis Z''. Anti-clockwise. Pelvic rotation. 3. Internal Rotation. Prg.Fm. Z''. Anti-clockwise. Upper trunk rotation. 3. Left Rotation. Prg.Fm. Z''. Anti-clockwise. Upper trunk flexion. 1. Backward Tilt. Prg.Fm. Y”. Clockwise. 三、動作分期：參考過去文獻將揮棒動作劃分為 5 個時期 (Dowling & Fleisig, 2016)，動作分期點 1 (Stance) 為骨盆開始往-X 方向移動之影格、動作分期點 2 (Load) 為骨盆往-X 方向達最大位移之影格、動作分期點 3 (Foot contact) 為前腳或腳跟之最小的+Z 位置之影格、動作分期點 4 (Ball contact) 為棒頭最大速度之影格 (Tabuchi, Matsuo, & Hashizume, 2007)，動作分期點 5 (Follow-through) 為前肘到達最大伸展角度之影格，完整動作分期如圖 12 所示。. 19.

(28) 圖12、揮棒動作分期. 第六節統計分析將拋球揮擊、動作意象、影片投影與虛擬實境之4種訓練情境與外角、中間與外內角球之3種位置，以二因子重複量數變異數分析，比較各訓練情境與位置間之人體運動學參數有無顯著差異，顯著水準訂為α = .05，並以SPSS 23.0軟體進行處理。. 20.

(29) 第肆章結果. 本研究主要在探討各訓練情境間對人體運動學參數、關節角度與揮棒軌跡之變化，然而考量不同球路位置會對揮棒時的關節角度有所影響，因此以情境與位置之二因子重複量數變異數分析，進行兩者間交互作用與主要效果比較，並將結果分別進行呈現與說明。下表所呈現為各動作分期點之情境與位置，對依變項關節角度之交互作用與主要效果。情境與位置間交互作用達顯著以符號 ¶ 表示；交互作用未達顯著，進行情境與位置之主要效果比較，情境主要效果達顯著以 ¢ 表示，位置主要效果達顯著以 § 表示；交互作用與主要效果均未達顯著則以 – 表示。. 表 5、動作分期點 1 (Stance) 情境與位置交互作用與主要效果情形. Lead elbow flexion Back elbow flexion Back arm abduction Lead knee flexion Back knee flexion Lead hip internal rotation Back hip internal rotation Pelvic rotation Upper trunk rotation Upper trunk flexion. 交互作用. 主要效果 (情境). 主要效果 (位置). -. ¢ ¢ -. -. 註：¶ = 情境與位置交互作用達顯著；¢= 主要效果情境達顯著；§= 主要效果位置達顯著。. 21.

(30) 表 6、動作分期點 2 (Load) 之情境與位置交互作用與主要效果情形. Lead elbow flexion Back elbow flexion Back arm abduction Lead knee flexion Back knee flexion Lead hip internal rotation Back hip internal rotation Pelvic rotation Upper trunk rotation Upper trunk flexion. 交互作用. 主要效果 (情境). 主要效果 (位置). ¶ ¶ -. ¢ -. -. -. ¢ ¢ -. -. 註：¶ = 情境與位置交互作用達顯著；¢= 主要效果情境達顯著；§= 主要效果位置達顯著。. 表 7、動作分期點 3 (Foot contact) 之情境與位置交互作用與主要效果情形. Lead elbow flexion Back elbow flexion Back arm abduction Lead knee flexion Back knee flexion Lead hip internal rotation Back hip internal rotation Pelvic rotation Upper trunk rotation Upper trunk flexion. 交互作用. 主要效果 (情境). 主要效果 (位置). -. ¢. § -. ¶. ¢ -. § § -. -. 註：¶ = 情境與位置交互作用達顯著；¢= 主要效果情境達顯著；§= 主要效果位置達顯著。. 22.

(31) 表 8、動作分期點 4 (Ball contact) 之情境與位置交互作用與主要效果情形. Lead elbow flexion Back elbow flexion Back arm abduction Lead knee flexion Back knee flexion Lead hip internal rotation Back hip internal rotation. 交互作用. 主要效果 (情境). 主要效果 (位置). ¶ ¶. ¢ ¢ -. §. -. § -. -. Upper trunk rotation. ¶. Upper trunk flexion. -. Pelvic rotation. § -. 註：¶ = 情境與位置交互作用達顯著；¢= 主要效果情境達顯著；§= 主要效果位置達顯著。. 表 9、動作分期點 5 (Follow-through) 之情境與位置交互作用與主要效果情形交互作用. 主要效果(情境). 主要效果(位置). Lead elbow flexion. ¶. Back elbow flexion. -. ¢. -. Back arm abduction. ¶. -. Upper trunk rotation. ¶ ¶. -. § § -. Upper trunk flexion. -. -. -. Lead knee flexion Back knee flexion Lead hip internal rotation Back hip internal rotation Pelvic rotation. 註：¶ = 情境與位置交互作用達顯著；¢= 主要效果情境達顯著；§= 主要效果位置達顯著。. 23.

(32) 第一節情境與位置對各關節角度交互作用情形一、前 (左手) 肘關節屈曲角度在動作分期點 2、4、5，情境與位置間交互作用具顯著差異 (表 5、8、9)，進行單純主要效果之事後比較。動作分期點 2 (Load)，揮擊內角球時，虛擬實境之前手肘屈曲角度有顯著低於動作意象的情形 (圖 13)；動作分期點 4 (Ball contact)，揮擊中間球時，拋球揮擊顯著高於其它情境、拋球揮擊之外角球顯著低於中間球與內角球、動作意象之外角球顯著低於中間球與內角球，且中間球顯著低於內角球、虛擬實境之外角球顯著低於中間球 (圖 14)；動作分期點 5 (Followthrough)，拋球揮擊之外角球顯著低於中間球 (圖 15)。. 圖 13、動作分期點 2 之前手肘屈曲角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 圖 14、動作分期點 4 之前手肘屈曲角度交互作用情形 24.

(33) * = 事後比較達顯著差異. 圖 15、動作分期點 5 之前手肘屈曲角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 二、後 (右手) 肘關節屈曲角度變化在動作分期點 2 與 4，情境與位置間交互作用具顯著差異 (表 6、8)，進行單純主要效果之事後比較。動作分期點 2，影片投影之內角球顯著低於外角球與中間球、虛擬實境之內角球顯著低於中間球 (圖 16)；動作分期點 4，揮擊外角球時，動作意象顯著低於影片投影、揮擊中間球時，拋球揮擊顯著高於其餘情境、拋球揮擊之外角球顯著低於中間球與內角球、動作意象之外角球顯著低於中間球與內角球，且中間球顯著低於內角球、虛擬實境之外角球顯著低於中間球與內角球 (圖 17)。. 圖 16、動作分期點 2 之後手肘屈曲角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異 25.

(34) 圖 17、動作分期點 4 之後手肘屈曲角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 三、後 (右) 肩關節外展角度後肩外展角度於各動作分期點，情境與位置間交互作用未達顯著差異。. 四、前 (左) 膝關節屈曲角度變化在動作分期點 5 (Follow-through)，位置與情境間交互作用具顯著差異 (表 9)，進行單純主要效果之事後比較，揮擊外角球時，拋球揮擊顯著低於動作意象與虛擬實境、揮擊紅中球時，拋球揮擊顯著低於其餘情境，且影片投影顯著低於虛擬實境，揮擊內角球時，拋球揮擊顯著低於其餘情境、動作意象之外角球顯著高於內角球 (圖 18)。. 圖 18、動作分期點 5 之前膝屈曲角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 26.

(35) 五、後 (右) 膝關節屈曲角度動作分期點 3 (Foot contact)，情境與位置間交互作用達顯著差異 (表 7)，進行單純主要效果之事後比較。揮擊外角球時，虛擬實境顯著低於影片投影、拋球揮擊之外角球顯著低於中間球與內角球、動作意象之中間球顯著低於內角球 (圖 19)。. 圖 19、動作分期點 3 之後膝屈曲角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 六、前髖關節旋轉角度各動作分期點之前髖關節旋轉角度，情境與位置間交互作用未達顯著差異。. 七、後髖關節旋轉角度各動作分期點之後髖關節旋轉角度，情境與位置間交互作用也未有顯著差異。. 八、骨盆旋轉角度動作分期點 5，情境與位置間交互作用達顯著差異 (表 9)，進行單純主要效果之事後比較。在揮擊中間球時，拋球揮擊顯著高於動作意象、拋球揮擊之外角球顯著低於中間球與內角球、動作意象之內角球顯著高於外角球與中間球、虛擬實境之外角球顯著低於中間球與內角球 (圖 20)。. 27.

(36) 圖 20、動作分期點 5 之骨盆旋轉角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 九、上半身旋轉角度動作分期點 4、5，情境與位置間交互作用具顯著差異 (表 8、9)，進行單純主要效果之事後比較。動作分期點 4，揮擊外角球時，拋球揮擊顯著低於影片投影與虛擬實境、揮擊中間球時，動作意象顯著低於影片投影、揮擊內角球時，拋球揮擊顯著低於其餘情境、拋球揮擊之外角球顯著低於中間球與內角球、動作意象之內角球顯著高於外角球與中間球、虛擬實境之外角球顯著低於中間球與內角球 (圖 21)；動作分期點 5，拋球揮擊之外角球顯著低於中間球與內角球、動作意象之內角球顯著高於外角球與中間球，且中間球顯著高於外角球、虛擬實境之外角球顯著低於中間球與內角球 (圖 22)。. 圖 21、動作分期點 4 之上半身旋轉角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異 28.

(37) 圖 22、動作分期點 5 之上半身旋轉角度交互作用情形 * = 事後比較達顯著差異. 十、上半身屈曲角度比較各動作分期點之前髖關節旋轉角度，情境與位置間交互作用未達顯著差異。. 第二節情境與位置之各別主要效果對關節角度變化一、前 (左手) 肘關節屈曲角度動作分期點 3 (Foot contact)，情境與位置間交互作用未達顯著，比較主要效果後發現位置間具顯著差異 (表 7)，動作分期點 3 之各情境外角球均顯著低於中間球和內角球 (圖 23)。. 圖 23、動作分期點 3 之位置主要效果對前手肘屈曲角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 29.

(38) 二、後 (右手) 肘關節屈曲角度變化動作分期點 3、5，情境與位置間交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現情境間有顯著差異情形 (表 7、9)。動作分期點 3 (Foot contact)，虛擬實境之後手肘關節屈曲角度顯著高於影片投影與動作意象 (圖 24)；動作分期點 5 (Followthrough)，虛擬實境顯著低於拋球揮擊 (圖 25)。. 圖 24、動作分期點 3 之情境主要效果對後手肘屈曲角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 圖 25、動作分期點 5 之情境主要效果對後手肘屈曲角度變化情形 *=事後比較達顯著差異. 三、後 (右) 肩關節外展角度動作分期點 4，情境與位置間交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現位置間達顯著差異 (表 8)，所有情境之外角球均顯著高於中間球和內角球 (圖 26)。. 30.

(39) 圖 26、動作分期點 4 之位置主要效果對後肩外展角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 四、前 (左) 膝關節屈曲角度動作分期點 4 (Ball contact)，情境與位置間交互作用未達顯著差異，進行主要效果比較後發現情境間具顯著差異 (表 8)，動作意象之前腳膝關節屈曲角度顯著高於拋球揮擊與影片投影 (圖 27)。. 圖 27、動作分期點 4 之情境主要效果對前膝屈曲角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 五、後 (右) 膝關節屈曲角度動作分期點 4，情境與位置間交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現情境間有顯著差異 (表 8)，虛擬實境之後膝屈曲角度顯著低於影片投影 (圖 28)，且位置間有顯著差異，所有情境之外角球均顯著小於中間球，且中間球均小於內. 31.

(40) 角球 (圖 29)；在動作分期點 5，情境與位置間交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現位置間有顯著差異 (表 9)，所有情境之外角球均顯著小於中間球，且中間球均小於內角球 (圖 30)。. 圖 28、動作分期點 4 之情境主要效果對後膝屈曲角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 圖 29、動作分期點 4 之位置主要效果對後膝屈曲角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 圖 30、動作分期點 5 之位置主要效果對後膝屈曲角度變化情形 32.

(41) * = 事後比較達顯著差異. 六、前髖關節旋轉角度動作分期點 5，情境與位置間交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現位置間有顯著差異 (表 9)，所有情境之外角球均顯著小於中間球 (圖 31)。. 圖 31、動作分期點 5 之位置主要效果對前髖旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異. 七、後髖關節旋轉角度後髖旋轉角度於各動作分期，位置與情境間交互作用未有顯著差異，比較主要效果後也未發現有顯著差異情形。. 八、骨盆旋轉角度動作分期點 1、2，交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現，情境間具顯著差異 (表 5、6)，動作分期點 1 (Stance)，虛擬實境之骨盆內旋角度顯著高於拋球揮擊、動作意象與影片投影 (圖 32)，動作分期點 2 (Load)，虛擬實境之骨盆內旋角度也顯著高於拋球揮擊、動作意象與影片投影 (圖 33)；動作分期點 3，交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現，位置間具顯著差異 (表 7)，所有情境之外角球均顯著小於內角球 (圖 34)。. 33.

(42) 圖 32、動作分期點 1 之情境主要效果對骨盆旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異；負值為外旋. 圖 33、動作分期點 2 之情境主要效果對骨盆旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異；負值為外旋. 圖 34、動作分期點 3 之位置主要效果對骨盆旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異；正值為內旋. 34.

(43) 九、上半身旋轉角度動作分期點 1、2，交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現，情境間具顯著差異 (表 5、6)，動作分期點 1 (Stance)，虛擬實境之上半身左旋角度顯著高於拋球揮擊、動作意象與影片投影 (圖 35)，且影片投影也顯著高於拋球揮擊，動作分期點 2 (Load)，虛擬實境之上半身左旋角度顯著高於拋球揮擊、動作意象與影片投影，且影片投影也顯著高於拋球揮擊與動作意象 (圖 36)；動作分期點 3，交互作用未達顯著差異，比較主要效果後發現，位置間具顯著差異 (表 7)，所有情境中之外角球均顯著低於內角球 (圖 37)。. 圖 35、動作分期點 1 之情境主要效果對上半身旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異；正值為左旋、負值為右旋. 圖 36、動作分期點 2 之情境主要效果對上半身旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異；負值為右旋. 35.

(44) 圖 37、動作分期點 3 之位置主要效果對上半身旋轉角度變化情形 * = 事後比較達顯著差異；正值為左旋. 十、上半身屈曲角度上半身屈曲角度於各動作分期，位置與情境間交互作用未有顯著差異，比較主要效果後也未發現有顯著差異情形。. 十一、各動作分期之情境與位置對關節角度變化總表下表呈現為各動作分期，情境與位置、情境平均與位置平均之上、下半身關節角度數值。. 36.

(45) 表 10、動作分期點 1 (Stance) 之上半身關節角度參數 (M ±SD) 拋球揮擊. 動作意象. 影片投影. 虛擬實境. (Toss). (IM). (Video). (VR). 80 (±10) 80 (±10) 79 (±11) 79 (±4). 83 (±9) 83 (±8) 83 (±9) 83 (±3). 81 (±12) 80 (±11) 81 (±11) 80 (±4). 80 (±11) 81 (±11) 80 (±12) 80 (±4). -. 112 (±12) 111 (±12) 111 (±12) 111 (±4). 112 (±13) 112 (±14) 113 (±12) 113 (±5). 113 (±13) 112 (±12) 113 (±13) 113 (±5). 114 (±12) 114 (±12) 114 (±13) 114 (±4). -. 66 (±29) 64 (±28) 67 (±29) -. 67 (±21) 65 (±27) 64 (±25) -. 68 (±24) 69 (±22) 67 (±24) -. -. 事後比較. 62 (±24) 63 (±25) 63 (±23) -. 情境平均 (主要效果). 59 (±7). 61 (±9). 64 (±8). 68 (±8). -. -17 (±19) -16 (±9) -18 (±8) -. -10 (±6) -9 (±5) -8 (±5) -. 2 (±5) 3 (±5) 2 (±6) -. -. 事後比較. -19 (±8) -20 (±9) -20 (±11) -. 情境平均 (主要效果). -18 (±3). -15 (±3). -8 (±1). 2 (±2). 12 (±9) 11 (±10) 11 (±10) 12 (±3). 13 (±10) 13 (±9) 14 (±9) 13 (±3). 16 (±8) 16 (±8) 16 (±8) 16 (±3). 15 (±8) 15 (±7) 15 (±8) 15 (±3). 球路/情境. 事後比較. 位置平均 (主要效果). Lead elbow flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 81 (±3) 81 (±3) 81 (±4) -. -. Back elbow flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 113 (±4) 113 (±4) 113 (±4) -. -. Back arm abduction (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內). 64 (±7) 63 (±8) 63 (±8) -. Upper trunk rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內). -10 (±2) -9 (±2) -10 (±2) -. VR>All, Video>Toss. Upper trunk flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 37. -. 14 (±3) 14 (±3) 14 (±3) -.

(46) 表 11、動作分期點 1 (Stance) 之下半身關節角度參數 (M ±SD) 拋球揮擊. 動作意象. 影片投影. 虛擬實境. (Toss). (IM). (Video). (VR). 22 (±16) 22 (±15) 22 (±15) 20 (±5). 23 (±19) 22 (±19) 23 (±17) 21 (±6). 28 (±12) 29 (±13) 29 (±14) 27 (±4). 29 (±13) 24 (±12) 28 (±12) 26 (±4). -. 34 (±14) 35 (±14) 35 (±14) 33 (±5). 34 (±21) 34 (±21) 36 (±19) 33 (±7). 38 (±15) 37 (±14) 37 (±15) 36 (±5). 35 (±14) 35 (±14) 36 (±14) 35 (±5). -. 18 (±18) 18 (±18) 18 (±18) -. 21 (±16) 23 (±17) 22 (±16) -. 24 (±18) 23 (±20) 22 (±19) -. -. 事後比較. 18 (±15) 18 (±15) 18 (±15) -. 情境平均 (主要效果). 19 (±5). 18 (±6). 23 (±6). 23 (±6). -. 23 (±9) 22 (±9) 23 (±9) 23 (±3). 20 (±10) 21 (±11) 20 (±11) 21 (±4). 21 (±9) 21 (±9) 21 (±9) 21 (±3). 21 (±8) 20 (±8) 21 (±9) 21 (±3). -. Outside (外). -16 (±8). -14 (±18). -11 (±6). -4 (±5). -. -10 (±3). Middle (中). -16 (±8) -17 (±9) -15 (±3). -14 (±8) -15 (±8) -13 (±3). -11 (±6) -11 (±6) -10 (±2). -3 (±6) -4 (±6) -4 (±2). -. -10 (±2) -11 (±2) -. 球路/情境. 事後比較. 位置平均 (主要效果). Lead knee flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 24 (±5) 23 (±4) 24 (±5) -. -. Back knee flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 34 (±5) 34 (±5) 35 (±5) -. -. Lead hip internal rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內). 21 (±6) 21 (±6) 20 (±6) -. Back hip internal rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 21 (±3) 21 (±3) 21 (±3) -. -. Pelvic rotation (°). Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 38. VR>All.

(47) 表 12、動作分期點 2 (Load) 之上半身關節角度參數 (M ±SD) 拋球揮擊. 動作意象. 影片投影. 虛擬實境. (Toss). (IM). (Video). (VR). 79 (±9) 79 (±9) 79 (±11) 79 (±3). 79 (±8) 79 (±8) 80 (±8) 80 (±3). 78 (±9) 81 (±11) 77 (±8) 77 (±3). 77 (±9) 78 (±10) 76 (±10) 77 (±3). VR<IM. 120 (±11) 120 (±11) 121 (±11) 119 (±4). 120 (±12) 119 (±13) 120 (±12) 118 (±4). 120 (±11) 121 (±12) 119 (±12). 121 (±11) 122 (±11) 120 (±11). -. 內<中、外. 內<中. 118 (±4). 121 (±4). -. 77 (±14) 76 (±16) 77 (±15) -. 74 (±17) 74 (±17) 74 (±18) -. 77 (±17) 76 (±17) 76 (±18) -. -. 事後比較. 71 (±12) 72 (±12) 72 (±14) -. 情境平均 (主要效果). 71 (±4). 76 (±5). 74 (±6). 76 (±6). -. -32 (±10) -33 (±11) -31 (±15) -. -31 (±17) -29 (±9) -30 (±11) -. -17 (±6) -17 (±5) -17 (±6) -. -5 (±7) -5 (±7) -5 (±8) -. -. 球路/情境. 事後比較. 位置平均 (主要效果). Lead elbow flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較. 情境平均 (主要效果). -. 78 (±3) 79 (±3) 78 (±3) -. -. Back elbow flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 119 (±4) 119 (±4) 119 (±4) -. Back arm abduction (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內). 75 (±5) 74 (±5) 74 (±5) -. Upper trunk rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較. -20 (±2) -20 (±2) -20 (±2) -. VR>All, 情境平均 (主要效果). -30 (±4). -28 (±3). -16 (±1). -5 (±2). Video> Toss, IM. Upper trunk flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 20 (±7) 20 (±7) 19 (±7) 20 (±2). 20 (±8) 21 (±7) 20 (±7) 19 (±2). 22 (±7) 22 (±7) 22 (±7) 22 (±2). 39. 20 (±7) 20 (±6) 21 (±6) 20 (±2). -. 20 (±2) 20 (±2) 20 (±2) -.

(48) 表 13、動作分期點 2 (Load) 之下半身關節角度參數 (M ±SD) 拋球揮擊. 動作意象. 影片投影. 虛擬實境. (Toss). (IM). (Video). (VR). 50 (±19) 54 (±21) 55 (±22) 51 (±7). 54 (±19) 54 (±19) 55 (±18) 52 (±6). 57 (±15) 58 (±17) 58 (±16) 57 (±6). 59 (±15) 57 (±18) 56 (±14) 57 (±5). -. 41 (±15) 41 (±15) 41 (±14) 40 (±5). 41 (±17) 40 (±17) 40 (±17) 39 (±6). 43 (±15) 43 (±15) 43 (±15) 42 (±5). 41 (±14) 41 (±14) 42 (±15) 41 (±5). -. 35 (±19) 36 (±19) 36 (±18) -. 38 (±18) 39 (±18) 38 (±18) -. 40 (±20) 38 (±20) 40 (±18) -. -. 事後比較. 35 (±17) 36 (±17) 36 (±17) -. 情境平均 (主要效果). 35 (±6). 36 (±7). 39 (±6). 39 (±7). -. 24 (±10) 24 (±10) 24 (±10) 24 (±4). 22 (±9) 23 (±9) 22 (±10) 23 (±3). 22 (±10) 22 (±9) 23 (±9) 23 (±3). 22 (±10) 22 (±9) 23 (±10) 23 (±3). -. Outside (外). -27 (±10). -25 (±17). -19 (±8). -12 (±5). -. -19 (±2). Middle (中). -29 (±13) -28 (±14) -26 (±4). -25 (±11) -26 (±12) -23 (±3). -19 (±7) -19 (±8) -17 (±2). -12 (±6) -12 (±6) -12 (±2). -. -20 (±2) -20 (±2) -. 球路/情境. 事後比較. 位置平均 (主要效果). Lead knee flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 54 (±5) 55 (±6) 54 (±6) -. -. Back knee flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 40 (±5) 41 (±5) 41 (±5) -. -. Lead hip internal rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內). 37 (±6) 37 (±6) 38 (±6) -. Back hip internal rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 23 (±3) 23 (±3) 23 (±3) -. -. Pelvic rotation (°). Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 40. VR>All.

(49) 表 14、動作分期點 3 (Foot contact) 之上半身關節角度參數 (M ±SD) 拋球揮擊. 動作意象. 影片投影. 虛擬實境. (Toss). (IM). (Video). (VR). 65 (±7) 71 (±8) 72 (±6) 69 (±2). 64 (±8) 66 (±7) 70 (±6) 67 (±2). 65 (±7) 66 (±8) 65 (±8) 65 (±2). 64 (±8) 66 (±8) 66 (±6) 65 (±2). -. 111 (±12) 110 (±8) 112 (±9) -. 114 (±11) 115 (±11) 114 (±10) -. 114 (±10) 117 (±9) 115 (±7) -. -. 事後比較. 113 (±9) 117 (±8) 117 (±7) -. 情境平均 (主要效果). 115 (±2). 110 (±3). 113 (±3). 115 (±3). Inside (內). 37 (±20) 34 (±18) 29 (±18). 37 (±24) 34 (±20) 36 (±20). 33 (±17) 35 (±18) 31 (±16). 27 (±9) 30 (±17) 28 (±13). 事後比較. -. -. -. -. 34 (±6). 32 (±5). 30 (±4). 28 (±4). -. 1 (±20) 6 (±17) 15 (±24) 7 (±6). -4 (±35) 10 (±29) 11 (±29) 12 (±7). 11 (±19) 10 (±18) 15 (±21) 17 (±4). 25 (±13) 23 (±17) 32 (±21) 27 (±5). -. 23 (±6) 22 (±6) 22 (±9) 22 (±2). 20 (±9) 22 (±6) 22 (±6) 21 (±2). 23 (±5) 22 (±5) 23 (±5) 22 (±2). 21 (±4) 22 (±4) 23 (±5) 22 (±1). -. 球路/情境. 事後比較. 位置平均 (主要效果). Lead elbow flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 64 (±2) 67 (±2) 68 (±2) 外<中、內. -. Back elbow flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內). 112 (±3) 114 (±3) 114 (±2) -. VR>Video, IM. Back arm abduction (°) Outside (外) Middle (中). 情境平均 (主要效果). -. 32 (±5) 31 (±5) 29 (±4) -. Upper trunk rotation (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 11 (±5) 15 (±5) 21 (±6) -. -. Upper trunk flexion (°) Outside (外) Middle (中) Inside (內) 事後比較情境平均 (主要效果). 41. 21 (±2) 22 (±2) 22 (±2) 外<內. -.