反光标记是物理运动与数字分析之间的基本桥梁。在鞋类测试中，这些消耗品被粘贴在特定的解剖学标志点上，例如踝关节中心或跖骨头。通过利用反光材料将红外光反射回高分辨率相机，它们创建了高对比度的数据点，使系统能够将复杂的生物运动重建为精确的三维数字模型。
这些标记的核心作用是提供可靠的几何基准。它们将人体运动转化为可操作的数据，从而能够计算出评估鞋子性能所必需的关节角度和运动范围 (ROM)。
从解剖学标志点到数字数据
战略性放置
反光标记并非随意放置；它们是系统识别的关键特征点。它们被粘贴在骨骼运动最明显的刚性“骨性标志点”上。
常见的放置位置包括踝关节中心、跖骨头、骶骨和髂嵴。
这种特定的放置确保捕获的运动代表骨骼的实际生物力学，而不是松弛的皮肤或衣物的运动。
捕获机制
这些标记充当高效的无源组件。它们涂有反光材料，旨在将红外光直接反射回光源。
围绕测试区域放置的高分辨率相机发射红外光并检测反射。
这会产生高对比度的图像，其中标记在背景上形成明亮、清晰的点，确保相机系统能够极其精确地跟踪其位置。
构建生物力学模型
构建骨架
一旦相机跟踪到这些点，软件就会利用它们来建立几何基准。
这些标记使系统能够构建生物力学人体骨骼模型，通常将身体组织成一个13 到 15 个节段的坐标系统。
这个数字骨架反映了受试者的身体结构，使研究人员能够可视化不同身体节段如何相互运动。
计算关节力学
此建模的主要输出是将复杂的肢体运动分解为可计算的数据，特别是欧拉角。
这使得能够自动、实时地计算髋部、膝部和踝部等关键关节的运动范围 (ROM)。
设计师可以分析所有三个运动平面的运动：矢状面（前后）、冠状面（侧向）和水平面（旋转）。
理解限制
放置精度的关键性
尽管功能强大，但该系统完全依赖于标记的初始放置。标记是消耗品，必须为每个受试者重新粘贴，并且其位置必须精确。
如果标记放置在标志点上不正确，则会导致关节角度和旋转关系（例如胸腔和骨盆之间的相位）计算错误。
因此，最终鞋子评估的准确性直接取决于这些消耗品的手动精确应用。
根据您的目标做出正确的选择
在设计鞋类测试方案时，了解如何利用标记数据是获得相关结果的关键。
- 如果您的主要重点是稳定性和预防伤害：优先考虑来自脚踝和跖骨的标记数据，以评估冠状面上的运动范围限制。
- 如果您的主要重点是步态效率：利用完整的13 到 15 个节段模型来分析髋部和下肢之间的旋转关系和同步性。
最终，这些小巧的反光消耗品是将运动转化为制造更好鞋子所需的工程数据的关键翻译器。
总结表：
| 特征 | 描述 | 对鞋类设计的影响 |
|---|---|---|
| 材料 | 反光涂层 | 确保红外相机的对比度高跟踪。 |
| 放置 | 骨性解剖学标志点 | 为骨骼运动提供可靠的几何基准。 |
| 数据输出 | 欧拉角和 ROM | 量化矢状面、冠状面和水平面上的关节力学。 |
| 模型范围 | 13-15 节段坐标系统 | 允许对步态效率和稳定性进行全身可视化。 |
| 消耗品性质 | 一次性粘性标记 | 保证每个测试对象的精度和卫生。 |
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参考文献
- Siqin Shen, Yaodong Gu. Influence of Torsional Stiffness in Badminton Footwear on Lower Limb Biomechanics. DOI: 10.52082/jssm.2024.196
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
