人体运动观测方法及其应用

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：观测人体运动要确定观测对象及观测坐标系。在人体运动的研究中，最常用的是直角坐标系。常用的直角坐标系有三种：一维坐标系：直线运动，沿着一个方向运动，如一百米跑、游泳等。视频跟踪法是应用视频对人体的运动进行跟踪、捕捉和分析。图3-18摄影观察法人体运动属于非刚体运动的范畴，具有高度的非线性特点。

图3-17　跑步中的人体重心

运动中的人体观测首先应明确观测项目，是四肢的协调，还是身体的弯曲，跑步中的人体重心会因人的不同动作而有所不同（图3-17）。

观测人体运动要确定观测对象及观测坐标系。坐标系指设置在参考系上的数轴，是参考系的数学抽象。它在性质上起着参考系的作用，而在数量上又能精确描述。其三要素是坐标原点、坐标方向及单位。在人体运动的研究中，最常用的是直角坐标系。常用的直角坐标系有三种：

一维坐标系：直线运动，沿着一个方向运动，如一百米跑、游泳等。

二维坐标系：在一个平面上运动，如跳远。

三维坐标系：在立体三维空间运动，如花样滑冰。

人体运动观测参数包括：人体或人体标志点的运动时间、空间位置，速度、加速度，人体各环节的转动角度，角速度，角加速度等物理量。

相对于静态的人体，动态的人体比较难以观察和准确把握，常用的观测方法有摄影观察法和视频跟踪法。摄影观察法是从各个角度拍摄被观察者的运动，如跳跃、翻腾等在静态中难以捕捉的运动状态，再根据标记点对图片进行分析（图3-18）。视频跟踪法是应用视频对人体的运动进行跟踪、捕捉和分析。

图3-18　摄影观察法

人体运动属于非刚体运动的范畴，具有高度的非线性特点。在复杂运动情况下，可采取被测者穿着紧身衣、用MLD（Moving Light Display）标注关节点，观测人体所做的运动。人体运动信息实时采集最常见的方法是利用红外摄像，采用测角仪或采用图像动态采集技术和标志点自动识别跟踪法，在被测关节或肢体特定部位安装特定颜色和形状的标志点，可以得到关节的空间位置及其分析结果。

着装人体与裸体状态有所不同，服装会对人体活动造成一定程度上的制约（图3-19）。

图3-19　着装人体的动作

因此，服装设计时不能仅仅依靠裸体状态下的数据，也包括计算机建立的裸体状态人体模型。还需要利用视频捕捉系统，在得到着装影像的基础上加以分析。

【课后拓展】

随着人们对服装个性化需求的逐步提高，服装的设计与制作正日益关注服装的舒适性和合体性。对于高档的服装来说，量身定制的服装不仅能给客户带来高贵感和个性，其更加符合人体体型的特点，提高舒适性。

批量定制服装生产方式也称为单量单裁（MTM, made to measure）生产方式，是针对个体进行的服装生产。所谓MTM系统即是为了个体设计所需款式，样板及制造的技术装置总称，该系统的流程主要包括：对客户进行三维扫描测量；自动计算所测数据并转化为服装尺寸；根据已有的号型规格进行号型归档；按照客户要求选定服装款式和面料；从样板库调入所需款式、对应规格的样板；依照样板修改规则对所调入样板进行修改；快速生产样板；自动排料系统进行排料；自动裁床生成裁片；进入快速生产阶段。

【想一想】

1.人体主要分为哪几个部分？

2.我国人体体型划分为哪几种类型？其各自的划分标准是什么？

3.男性和女性在体型上主要存在哪些差异？我国的成年人身长为几个头长？

4.人体运动包括了哪些特征？

5.人体运动观测坐标系的三要素是什么？

6.人体运动观测参数包括哪些？

7.动态人体观测的常用方法有哪些？