教学内容
1、人的运动规律
（1）人的骨骼：在动画片中，表现最多的是人物动作及拟人化角色的动作（见图1）
（2）人的关节：人的主要关节位于腰部，肩部，肘部，腕部，股部，膝部，踝骨，颈部（见图1）
（图1）运动中人的骨骼和关节
（3）人体的重心：人体重量的集中作用点（平衡点）是人体的重心（见图2）
（图2）人体重心
（4）动作的表情：动作和表情是重要的动画语言。（见图3）
（图3）人物动作与表情
2、人的基本规律性动作
（1）人的走路动作：用脚掌着地，左右两脚交替向前，带动躯干朝前运动（见图4）
a.人走路动作的基本规律
b.头部的上下波动
c.手臂的摆动：钟摆定理
（图4）人走路的动态分析
（2）人的奔跑动作：
身体前倾，手臂略呈弯曲状以较大的幅度配合双脚的交替跨步向前摆动，跨步的幅度大于走路时的幅度，膝关节的弯曲度大于走路时的弯曲度，脚抬得较高。（见图5）
（图5）人跑步的动态分析
3、人的头部运动
（1）头部的转动：
以鼻子作为脸部中心点画一直线，当头转动时，由于透视原因，接近正面的一半距离大，远离正面距离小;（见图
6
（图6）头部的转动分析
（2）表情：要具有表演的创作意图（见图7）
（图7）人的表情
（3）对白中的口型：欧美的常用口型是A，B，C，D，E，F，偶尔会有G，H日本的常用口型是A，B，C 。（见图8）
（图8）角色口型
4、走路画法
走路的基本规律是：左右脚交替向前，带动人的身体向前运动，为了保持身体的平衡，配合双脚的屈伸、跨步、双臂前后摆动。（见图9）
（图9）走路示范
5、跑步的画法
（1）奔跑动作的基本规律：身体重心前倾，手臂成弯曲状，奔跑时手臂配合双脚的跨步作前后摆动，双脚跨步的动作幅度较大，膝关节弯曲的角度较大，脚抬得较高，因此头高低的波形运动也比走路明显，在奔跑时，双脚几乎没有同时着地的时间，而是依靠单脚支撑身体的重量，有些快跑动作中间可以有1到2格是双脚同时离地的腾空过程。（见图10）
（图10）跑步正面
（2）注意事项：人物前倾的动态应前后保持一致，原画张与动画中割张上半身身体保持一个前倾的姿态。（见图11）
（图11）跑步背面
人的运动规律
基本规律：由躯干带动四肢的运动，躯干的运动主要是表现是重心的转移，具体到部位是由大转子也就是髋部的的运动，下面看具体运动的分析。
1）走路
【游戏动作】人物运动规律基础
写实走：身体重心前倾较小，头顶运动波线较小，双手半握拳，抬腿摆臂幅度较，单脚支撑，没有腾空动作。由于走路的每一张分解动作不同，因此形成不同的走路高度。
走路的动作造成的身体平衡现象，是靠手脚的反向摆动和身体转动达成的。
对于造型夸张可爱的动画人物，用挤压、伸张的方式表现动作较为合适，在运动轨迹上弧度也较大。
偷偷摸摸走：
【游戏动作】人物运动规律基础
要点：1）身体来回移动，脚向前时身体向后，手臂保持平衡。
2）脚先碰到地面，身体仍然处于后方，头部保持向后姿势，稍微延迟一段时间。
3）脚接触到地面后，身体前倾，腿部承担重量，接着身体随着另一只脚向前而再度向后。
垂头丧气的走：
【游戏动作】人物运动规律基础
要点：1）身体上下起伏很小，步伐也较小。
2）头和手臂自然下垂，并随着身体运动自由摇摆
3）整体的节奏偏缓慢
高傲自大走：
【游戏动作】人物运动规律基础
要点：1）身体的上下起伏较大，手脚的挥动幅度也较大
2）仰头挺胸，身体扭动幅度偏大，
3）整体的节奏偏快。
以行走动画为例，我们看到可以在走的基本运动规律上去二次创作，去设计各种各样的走路方式，走路方式的夸张也是我们人物形象“符号化”的重要组成部分。
人物动作若较为夸张，运动弧度较大时，特别要注意身体上的挤压伸展效果或一些配件头发衣物的滞留动作。以上面的走路动作参考图例，我们有个经常会忽略的重点，就是动作过程中的关键轨迹点。（我们在其他动作中也经常犯这问题，所以很多时候，我们的动画做出来缺乏说服力，哪怕是捕捉出来的动画）
2）跑步
【游戏动作】人物运动规律基础
上下起伏较大，重心前倾比较大，双手自然握拳，手臂略成弯曲状，膝关节屈伸动作大于走路动作，脚抬的较高，奔跑时双脚几乎没有同时着地过程，完全靠单脚支撑躯干，一定要走腾空动作。
快跑：
【游戏动作】人物运动规律基础
要点：
1）身体前倾，整个身体的动态线向前倾斜的厉害。
2）身体上下起伏很小，上肢头部和手臂的动作微弱
3）整体节奏很快
高兴的跑：
【游戏动作】人物运动规律基础
要点：
1）身体上下浮动较大，步幅较大
2）头部和四肢的挥动幅度较大，在空中滞空时间较长。
3）节奏偏快
3）跳跃
【游戏动作】人物运动规律基础
分析跳跃：有着比较明显的下压身体和拉伸身体，类似我们的小球跳动，下压·拉伸·滞空（挤压）·拉伸·下压·的一个流程。
要点：1）起身和落地双脚尽量要有延迟，左右脚要有落地的先后次序，这样会有层次感【游戏动作】人物运动规律基础
2）在滞空的极限张适当的下压头部，能使角色跳的更高。
【游戏动作】人物运动规律基础
3）腾空的滞空感要明确，能够让观众看清楚。
4）一般跳跃的POSE相对较为舒展，节奏较快。
人的运动规律
基本规律：由躯干带动四肢的运动，躯干的运动主要是表现是重心的转移，具体到部位是由大转子也就是髋部的的运动，下面看具体运动的分析。
1）走路
写实走：身体重心前倾较小，头顶运动波线较小，双手半握拳，抬腿摆臂幅度较，单脚支撑，没有腾空动作。由于走路的每一张分解动作不同，因此形成不同的走路高度。
走路的动作造成的身体平衡现象，是靠手脚的反向摆动和身体转动达成的。
对于造型夸张可爱的动画人物，用挤压、伸张的方式表现动作较为合适，在运动轨迹上弧度也较大。
偷偷摸摸走：
要点：1）身体来回移动，脚向前时身体向后，手臂保持平衡。
2）脚先碰到地面，身体仍然处于后方，头部保持向后姿势，稍微延迟一段时间。
3）脚接触到地面后，身体前倾，腿部承担重量，接着身体随着另一只脚向前而再度向后。
垂头丧气的走：
要点：1）身体上下起伏很小，步伐也较小。
2）头和手臂自然下垂，并随着身体运动自由摇摆
3）整体的节奏偏缓慢
高傲自大走：
要点：1）身体的上下起伏较大，手脚的挥动幅度也较大
2）仰头挺胸，身体扭动幅度偏大，
3）整体的节奏偏快。
以行走动画为例，我们看到可以在走的基本运动规律上去二次创作，去设计各种各样的走路方式，走路方式的夸张也是我们人物形象“符号化”的重要组成部分。
人物动作若较为夸张，运动弧度较大时，特别要注意身体上的挤压伸展效果或一些配件头发衣物的滞留动作。以上面的走路动作参考图例，我们有个经常会忽略的重点，就是动作过程中的关键轨迹点。（我们在其他动作中也经常犯这问题，所以很多时候，我们的动画做出来缺乏说服力，哪怕是捕捉出来的动画）
2）跑步
上下起伏较大，重心前倾比较大，双手自然握拳，手臂略成弯曲状，膝关节屈伸动作大于走路动作，脚抬的较高，奔跑时双脚几乎没有同时着地过程，完全靠单脚支撑躯干，一定要走腾空动作。
快跑：
要点：
1）身体前倾，整个身体的动态线向前倾斜的厉害。
2）身体上下起伏很小，上肢头部和手臂的动作微弱
3）整体节奏很快
高兴的跑：
要点：
1）身体上下浮动较大，步幅较大
2）头部和四肢的挥动幅度较大，在空中滞空时间较长。
3）节奏偏快
3）跳跃
分析跳跃：有着比较明显的下压身体和拉伸身体，类似我们的小球跳动，下压·拉伸·滞空（挤压）·拉伸·下压·的一个流程。
要点：1）起身和落地双脚尽量要有延迟，左右脚要有落地的先后次序，这样会有层次感
2）在滞空的极限张适当的下压头部，能使角色跳的更高。
3）腾空的滞空感要明确，能够让观众看清楚。
4）一般跳跃的POSE相对较为舒展，节奏较快。
动漫设计：动画运动规律之行走（上）
(2015-05-12 09:39:42)
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真实的步行是怎样的?这是一个我们每天都会重复看和做无数次的动作，但是我们并不一定认真地观察和分析过这个动作。一旦要我们把步行在纸上或是计算机中真实自然地表现出来却并不是一件容易的事。
我们首先来看一些连续拍摄的真实步行图片，见图1和2所示。
图1
图2
对于步行的过程，动画大师们有过形象的概括，他们说步行是这样的一个过程：你就要向前跌倒但是你自己刚刚好及时控制住没有跌到。向前移动的时候，我们会尽量避免跌倒。如果我们的脚不落地，我们的脸就会撞到地面上。我们在经历一个防止跌倒的过程的循环。
在动画制作中，我们习惯上设定一只脚跟抬离地面到再次接触地面，为一步。两只脚交替各迈出一步为一个循环。通常情况下，这两步迈出的距离应该是一样的，我们每次迈步的步幅误差不会超过1 厘米。
通过观察和分析，我们可以把步行中的一步简化为这样的一个过程：如图3所示。
图3
这样就可以把步行中的一步分解为以下5 个阶段：
1、起始点：(也称作：contact接触点)这是我们人为设定的一个步长过程的开始。在这个时刻，角色的两脚都接触地面。身体前倾，双臂自然摆动，每只胳膊的摆动都与相对应的腿的运动很协调，以保持平衡和推力。
2、下降点：在这个阶段，角色的两腿微曲，身体和重心下降。后脚跟抬起。由于重力的作用，速度加快。下降的过程一个释放能量的过程。双臂自然摆动，角色的胳膊这时在最远点，然后开始向反方向摆动。
3、上升过程：(也称作：pass pos经过点)在这个过程中，角色的前腿伸直，重心转移到前腿上。身体和重心上升。身体前倾，有即将向前摔倒的趋势。后脚离开地面，并向前迈出。步行的时候会很自然的保存能量，所以角色的脚会尽可能的抬的很低。双臂继续摆动。
4、最高点：在这个时刻，角色的身体和重心最高，支持重心的腿伸直(即上阶段的前腿)。原先的后腿会继续向前迈出，在身体前倾即将失去平衡的一瞬间，该脚脚跟着地，身体保持平衡。当身体上升的时候，速度就会慢下来，角色正在积累势能。
5、结束点：是一步过程的结束。此时我们的脚向下滑动，脚后跟儿会先轻轻的落在地面上，使身体保持平衡不至于摔倒。当这个过程结束时，双脚着地，身体和重心再次恢复到contact接触点的状态，但姿势左右相反。结束的那一时刻同时也是下一步的开始，与上一步不同的是：接下来的一步会迈出另一条腿。
最后的6阶段是另一条腿迈步的下降阶段。在我们走路的时候，我们的小腿为我们提供动力。我们每向前迈进一步，我们的小腿肌肉就会为我们提供一马力(760 瓦特)的动力。
这是我们常用的一种分析一个步长过程的方法，在传统的二维动画中还有其他的一些分析方法，这些分析方法的不同之处主要在于对于一步设定的起始和结束状态的不同或是为了提高工作效率予以简化，但是原理都是大同小异的。大家也可以根据自己的习惯和工作的实际情况，予以借鉴。了解了这个过程，抓住这五个关键点，我们就可以使用关键帧的方法来制作步行动画了。
要注意的是：所有的步行都是不同的。世界上没有走路完全相同的两个人。每个人的步行都像他的脸一样，与众不同，可以作为角色的特征，表现角色的个性特点。改变角色走路时的一个小小的细节就会使这个角色发生很大的变化。
我们通常认为：一个正常人在自然状态下正常步行时的步长等于他的肩宽。但这不是绝对的一个定数，每个人多多少少都会有些出入。某些特定角色或是卡通化的角色可能会有较大的出入，还要具体情况具体分析。有些情况下，角色的步长或是步行时的其他特点是设计者专门设定的，其目的是为了表现角色的某种个性或是情绪。
在我们做动画时设定一秒钟24 帧的情况下，习惯上认为正常的步行一步为12 帧也就是半秒，一秒钟走两步。如果是稍快一点的步行，也可以是16 帧。走路时间的快慢节奏，要根据角色的具体特征和实际情况来具体分析。比如：急冲冲的赶路就会比悠闲的散步的步调频率要快、个子矮小的人要比个子高大的人的步调频率要快等等。
下图是二维动画中角色迈出一步时需要对应画出的12格画面，和我们在做动画时的12帧相对应。可以借做参考。如图4所示。
图4
除此之外，有些二维动画家为了工作上的方便，也会使用到8 格和16 格的画法。
一般情况下，我们可以参考下面的数据。
完成一步时使用：
4 帧=很快的跑步(一秒钟6 步)
6 帧=跑步或者快走(一秒钟4 步)
8 帧=慢跑或者是卡通中的步行(一秒钟3 步)
12 帧=轻快的，商业性的--像走路--普通的步行(一秒钟两步)
16 帧=散步--更加从容不迫(一步2/3 秒)
20 帧=老人或者是很累的人(几乎是一秒一步)
24 帧=慢走(一秒一步)
32 帧=这个人肯定是迷路了
测量步行(或是其他任何东西)的时间的最好的方法就是亲自实践并用秒表计时。同时，使用节拍器也会有很大帮助。
身体的重心有着左右的位移，在接触姿势中，身体的重心正好在两脚中间。而在向上姿势中，身体的重心基本落在了支撑脚上。
跨步和提脚的动作使臀部上的腰线发生了倾斜，相应的肩膀也发生了倾斜。在绝大多数情况下，腰线随向下的脚而向下，随向上的脚而向上，并且腰线和肩膀的倾斜方向是相反的。
1)肩膀和臀部的运动
角色在走路时，肩膀和臀部不是僵硬着一动不动的。使角色的肩膀和臀部运动起来会使动画看起来很生动。胳膊的动作通常会与腿的动作相反。胳膊向前的时候，肩膀也向前。胳膊向后的时候，肩膀也向后;当脚在后面的时候，臀关节也在后面。脚向前的时候，臀关节也向前。如图5所示。
图5
在角色的正面，臀部的线和肩膀的线正好相反。在经过点(pass pos)的地方，臀部和肩膀或多或少会直一些。如图6所示。
图6
2)头部的运动
我们可以为角色的头部加入一点动作，使我们的动画看上去更加生动有趣。如图7所示。
图7
或者是我们让角色的头部一直倾斜到必经点的位置。这样看起来是不是更有意思些呢?如图8所示。
图8
我们接着让头部在前后方向上也运动起来。让头在必经点的地方伸出来。如图9所示。
图9
看见了吗?一个小细节的不同将会使整个动作感觉完全不同。任何一个小的细节都会改变步行：抬头低头、或者是头歪来歪去、或者是前后移动、或者是前后左右乱动。如图10 所示。
动漫设计：动画运动规律之行走（中）
(2015-05-14 10:50:54)
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对于头部的动画，我们一般应该避免使身体和头部的动作循环的转来转去，如果那样做它看起来会像一只鸟或者是鸽子的步行(除非那是你想要的效果)。为了保险起见通常可以使头部做直上直下的运动。
腿部的运动：
一般腿的动作通常会与手臂动作相反。要注意的是正常情况下，人腿的膝关节从侧面看是向后弯曲，从前面看略向内弯曲。胳膊的肘关节，从侧面看是向前弯曲，从正面看是向内弯曲。
但是我们可以尝试着借鉴二维动画技术中的一种称为“折断”的方法。对腿部和手臂的动画进行艺术加工。如图1所示。
图1
这真的可以吗?这看起来很不可思议，但是如果我们把它加在一个芭蕾舞演员的身上，看起来就刚刚好。如图2所示。
图2
我们所做的每一件事就是要使动作更富于变化，更有趣。为了使事物更柔软--就要使它更灵活。这会非常的合适--特别是在运动的时候!看看下面这段表现生气的走路动画，是不是很有意思?注意他的脚的方向。如图3所示。
图3
脚的运动
人在步行的时候会很自然的保存能量，所以脚会尽可能的抬的很低。脚后跟是关键部分，脚掌会跟随脚后跟的动作。脚后跟控制着脚掌向后拽并向前快速落地。由于重量，脚后跟不会像漂在地面上似的。如图4 所示。
图4
在起始点的位置，后脚会脚跟离地，但脚掌朝后，脚尖依然留在地面上直到最后一刻，不情愿的离开地面。如图5所示。
图5
此外在做正常人的步行的时候，可以使脚的角度转向侧面一点，象下面这样。如图6所示。
图6
身体的倾斜
人在行走的时候，身体是向前倾斜的，但倾斜的角度并不是一成不变的。有的人会在这方面表现得格外明显。如图7所示。
图7
在制作动画的时候，我们可以进一步为身体加入一点点个性的成分，来丰富我们的角色。比如说我们可以尝试让身体在起始点的地方弯曲。在经过点的地方保持直立。如图8所示。
图8
腰带线
下面我们再来研究一下腰带线的运动。随着身体的上下起伏和髋部的摆动，我们的腰带线也并不是始终保持着一条直线。因为受腿的拉动，一般腰带线会随着腿部的起伏而起伏，使腰带线的前后倾斜与着地的腿的方向保持一致。如图9所示。
人体的运动系统 一、教学要求： 1、使学生知道运动系统由骨、骨骼肌、骨连结组成，了解人体的各种动作都是由肌肉 牵动骨骼完成，骨骼还具有支撑身体、保护内脏的功能。 2、使学生懂得什么是骨折，简单了解骨折后的应急办法。 3、传授给学生运动保健的知识，教育学生养成良好的行为习惯，改掉挑食、偏食的毛 病。 二、教学重点与难点： 教学重点：教给学生保健方法。 教学难点：指导学生学会一些应急方法（如骨折、脱臼后的注意事项）。 三、课前准备： 人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图，夹板、绷带等。 四、教学时间： 一课时 五：教学过程： 1、由日常平时会做哪些运动？ （学生回答） 师：刚才大家说的运动，是我们身体的运动系统在发挥作用。 2、介绍运动系统及其作用 ①介绍运动系统的组成。 师：你们知道人的运动系统包括哪些部分吗？ 生：包括骨、骨骼肌和骨连结。 师：（出示人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图）对！人的运动系统由骨、骨骼肌和骨连结组成。（指示图上的关节处）运动系统中的骨连结主要是关节。（请学生分别触摸各自的肘关节、膝关节及其周围的肌肉、骨） ②说明运动系统的作用。 师：吃饭、走路、弯腰时，各有哪些骨、肌肉、关节在运动？ （学生回答） 师；人的各种动作都是由肌肉牵动而完成的。 ③解说骨骼的支撑、保护作用。 师：运动系统的作用不只是运动，比如说，人的骨骼把整个人的身体各部分都支撑、悬挂起来，如果没有骨骼会怎样？骨骼还有什么作用？ （学生思考、回答。教师确认骨骼有支撑作用） 师：人脑外部包裹着头骨，这时的骨骼又起了什么作用？ 生：有保护大脑的作用。 师：综合来看，人的运动系统除了能使人运动外，还有着支撑身体和保护内脏器官的作用，因此我们必须注重运动系统的保健。 3、引导学生了解 ①教育学生注重运动系统的保健。 师：你们见过驼背、斜肩、罗圈腿、鸡胸的人吗？他们是怎样的？你觉得这样对他们的身体、行动有利吗？ （学生回答） 师：你们知道他们为什么会变成这样的吗？
人体运动学重点整理 第一章人体运动学总论 一、名词解释 1、人体运动学:就是研究人体活动科学的领域,就是通过位置、速度、加速度等物理量描述与 研究人体与器械的位置岁时间变化的规律活在运动过程中所经过的轨迹,而不考虑人体与器械运动状态改变的原因。 2、刚体:就是由相互间距离始终保持不变的许多质点组成的连续体,它有一定形状、占据空 间一定位置,就是由实际物体抽象出来的力学简化模型。在运动生物力学中,把人体瞧作就是一个多刚体系统。运动形式有平动、转动与复合运动。 3、复合运动:人体的绝大部分运动包括平动与转动,两者结合的运动称为复合运动。 4、力偶:两个大小相等、方向相反、作用线互相平行,但不在同一条直线上的一对力。 5、人体运动的始发姿势:身体直立,面向前,双目平视,双足并立,足尖向前,双上肢下 垂于体侧,掌心贴于体侧。 6、第三类杠杆:其力点在阻力点与支点的中间,如使用镊子,又称速度杠杆。此类杠杆因 为力臂始终小于阻力臂,动力必须大于阻力才能引起运动,但可使阻力点获得较大的运动速度与幅度。 7、非惯性参考系:把相对于地球做变速运动的物体作为参考系标准的参考系叫非惯性参考 系,又称动参考系或动系。 8、角速度:人体或肢体在单位时间内转过的角度,就是人体转动的时空物理量。 9、人体关节的运动形式: (1)屈曲(flexion)、伸展(extension):主要就是以横轴为中心,在矢状面上的运动。 (2)内收(adduction)、外展(abduction):主要就是以矢状轴为中心,在前额面上的运动。 (3)内旋(internal rotation)、外旋(external rotation):主要就是以纵轴为中心,在水平 面上的运动。 (4)其她:旋前(pronation)、旋后(supernation)、内翻(inversion)、外翻(eversion)。 二、单选题 【相关概念】 ·第一类杠杆:又称平衡杠杆,其支点位于力点与阻力点中间,如天平与跷跷板等。主要作 用就是传递动力与保持平衡,它即产生力又产生速度。
模式识别中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动＇ｆ：．１５）２００８年第２４卷第２－１期文章编号：１００８—０５７０（２００８）０２…１０２１００２ 人体运动的检测和识别研究 ＳｔｕｄｙｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｕｍａｎＭｏｖｅｍｅｎｔ （北京榭吏大学）宋修雷王志良 ＳＯＮＧＸＩＵＬＥＩＷＡＮＧＺＨＩＬＩＡＮＧ 摘要：本文针对人体运动视觉分析中的行为理解和分析等高层视觉问题进行分析，研究了一种静止摄像机条件下的行为理解和分析的算法，它以运动序列中的关键帧为基础，针对关键帧提取人体的骨架信息，然后通过Ｈｕ不变矩来提取特征，最后组成特征向量，通过对ＨＭＭ模型的训练来识别特定运动序列的语义。 关键词：运动识别：计算机视觉；Ｉ－ＥＶｌｌＭ 中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｖｉｓｕａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｕｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｈｉｇｈｌｅｖｅｌｖｉｓｕａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｇｉｖｅｓａｎａｌｇｏｒｉｓｍｔｏｃｏｍｐｒｅｈｅｎｄ ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｐｅｏｐｌｅＳｍｏｖｅｍｅｎｔｉｆｔｈｅｃａｍｅｒａｉｓｎｏｔｍｏｖｅｄ．Ｗｅｐｒｅｓｅｎｔａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｋｅｙｆｒａｍｅｓ，ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎｂｅｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｅｑｕｅｎｃｅｂｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｖｅｍｅｎｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎ，ＨＭＭ １引言 计算机视觉是计算机科学和人工智能领域的一个重要分支．它研究的主要内容是怎样利用各种成像系统代替视觉器官作为信号输入手段，用计算机代替大脑完成对信息的处理和解释。计算机视觉的最终研究目标，就是使计算机能象人那样通过视觉观察和理解世界。 运动物体的检测、跟踪和行为的理解与描述是计算机视觉领域的一个重要课题。也是计算机能否象人那样通过视觉观察和理解世界的关键所在。目前在运动物体检测领域，国内外有关这方面的研究很多，但是目前的许多方法都受到了一定条件的局限性。比如我们在使用背景差对运动目标进行检测时，发现了这种方法受光线亮度变化的影响很大，同时当背景中有物体移人或移出时．这种方法检测的效果正确性受到很大影响。对行为的理解与描述国内外的文献相对较少。可以说是一个比检测和跟踪更加困难的研究领域。针对这些问题，我们提出一种能够在简单背景下对人体行为进行理解和描述的方法。该方法将运动的检测、跟踪和行为的理解和描述联系到一起，使两者相辅相成。解决了两者分离情况下研究中的难点问题。 ２关键帧算法 直接比较的人体的运动来识别运动的语义是不可能的，因为人体区域随着肢体的摆动而呈现非刚性的变化。这里我们对运动序列进行分解，原则是提取运动序列中的关键帧进行分析。关键帧的定义是在运动方向发生变化的时刻对应的图像帧。从运动中来看，运动方向发生变化的时刻，必定是序列图像在水平或者是垂直方向的投影在时间轴上出现了极值。所以我们就可 宋修雷：硕士研究生 基金项目：本论文得到国家自然科学基金（Ｎ０．６０５７３０５９）、 北京市“现代信息科学与网络技术”重点实验室基金 （Ｎｏ．ＴＤＸＸ０５０３）和北京科技大学重点基金的支持以根据这条规则来从运动序列中提取关键帧。一个完整的具有具体语义的运动序列可以由一个相对应的关键帧序列来表示。 通过关键帧的方法完成了对运动序列的第一次特征提取。图１是对关键帧提取的一个示例。图２是一个行走运动序列的关键帧表示。 图１关键帧的提取 彳彳ｋｋ 图２行走运动序列的关键帧表示 ３特征提取 ３．１骨架算法 首先要从待处理的序列图像中抽取出目标人体的轮廓，获 一２１０—３６０元，年邮局订阅号：８２－９４６ 万方数据
1．平衡稳定性：反映了物体维持原有状态和抵抗倾倒的能力。 2．制动：指人体局部或全身保持固定或者活动被限制。 3．应力：所考察的截面单位面积上的内力 4．应变：对于构件任一点的变形（结构内某一点受载时所发生的形变），只有线变形和角变形两种基本变形，分别由线应变和角应变来度量。 5．黏弹性材料的特点： ①蠕变：若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大，这种现象蠕变。 ②应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而下降，这种现象叫做应力松弛。 ③滞后：对物体作周期性的加载和卸载，则加载时的应力-应变曲线同卸载时的应力-应变曲线不重合，这种现象称为滞后。 5.人体关节的运动形式 1．屈曲(flexion)与伸展(extension)：主要是以冠状轴为中心,在矢状面上的运动。 2．内收(adduction)与外展(abduction)：主要是以矢状轴为中心,在前额面上的运动。 3．内旋(internal rotation)与外旋(external rotation)：主要是以纵轴为中心,在水平面上的运动。 6.人体运动链：三个或三个以上环节通过关节相连，组成运动链，分为开链和闭链。
7.人体运动：是维持生命活动的主要形式，包括呼吸运动、体液流动、肌骨系统运动、消化系统运动、还有额面运动等。 8.人体能量代谢分为三大功能系统，即：磷酸原供能系统、糖酵解供能系统和有氧代谢供能系统。 9.能量代谢当量（梅脱）：是指单位时间内单位体重的耗氧量，单位为ml/（kg*min），1MET=3.5ml/（kg*min） 10.靶心率（THR）:指在运动时应达到和保持的心率。 11.骨单位：是骨密质的基本结构单位。位于骨内、外环骨板之间，是骨干骨密质的主体。从骨单位的横断面可以看到同心分布的骨板，成为不同直径的、—层套一层的封闭的圆柱，这种结构又被称为哈佛氏系统。 12.骨重建：在成人期，骨生长停止，但骨的形成和吸收仍在继续，处于一种平衡状态，称为骨重建。 13.骨构建或称骨塑形：在人的生长期，骨形成大于骨吸收，骨量呈线性增长，表现为骨皮质增厚，骨松质更密集，这一过程称为骨构建或称骨塑形。 14.骨重建过程分为5期：第一期：休止期或静止期。第二期：激活期。第三期：吸收期。第四期：转换期。第五期：形成期。 15.骨重建单位（BRU）：一个骨重建所形成的结构为一个骨重建单位（BRU）。 16.以长骨为例，骨骼的血液供应来自三个不同的但又相互关联的方面：滋养动脉、骨端、
?人体运动中的量的特征： 瞬时性 矢量性 相对性 独立性 1.质点的运动包括直线运动和曲线运动。 ?人体运动的始发姿势 在康复医学中，为人体运动的始发姿势，即：身体直立，面向前，双目平视，双足并立，足尖向前，双上肢下垂于体侧，掌心贴于体侧。其中手的姿势（又名中立位）是手的掌心贴于躯干两侧，是唯一有别于解剖学中的人体基本姿势的，应提起注意。 ?自由度 关节面的形态及结构决定了关节可能活动的轴，自由度与关节活动轴有关，关节轴有几个活动方向，就有几个自由度。 例如，髋关节可作屈伸、内收外展、内旋外旋三个轴的运动，有三个自由度。 力三要素:力的大小、力的方向、力的作用点。 第二节人体运动中的动力学 ?内力虽然可引起人体力学系统各部分之间的相互作用，但不能引起人体整体运动状态的改变。 ?五．人体运动中常见的力 （一）重力 （二）弹力 （三）摩擦力1．静摩擦力 2．滑动摩擦力 3．滚动摩擦力 ?（四）支撑反作用力 （五）流体作用力 （六）向心力和离心力 （3）鞭打：在克服阻力或自体位移时，上肢各环节依次加速、制动，使末端环节产生极大速度的动作形式，叫鞭打动作。如投掷。 1.上肢的基本运动形式（1）推 （2）拉 （3）鞭打 2.下肢的基本运动形式 （1）缓冲：在克服阻力时，下肢由伸展态转为较为屈曲态的动作过程。如跳远前起跳时摆动腿的动作。
（2）蹬伸：在克服阻力时，下肢由屈曲态主动转为伸展态的动作过程。如跳远前起跳时起跳腿的动作。 （3）鞭打：在完成自由泳的两腿打水动作时，下肢各环节有类似上肢的鞭打动作。 杠杆原理在康复治疗学的应用 1．省力：当阻力一定时通过缩短阻力臂/延长力臂来减少阻力矩，可以达到省力的目的。 第四节人体运动的形式和原理 2．增速 在做投掷或击打动作时，为了提高肢体未端的运动速度，应当尽量伸展肢体。通过增大阻力臂来增加肢端速度 ?2骨按形状可分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨等. ?3.结构 骨组织由骨质构成，分密质和松质。 骨密质质地致密，耐压性较大，分布于骨的表面。 骨松质呈海绵状，由相互交织的骨小梁排列而成，分布于骨的内部，骨小梁的排列与骨所承受的压力和张力的方向一致，因而能承受较大的重量。 颅盖骨表层为密质，分别称外板和内板，外板厚而坚韧，富有弹性，内板薄而松脆，故颅骨骨折多见于内板。 ?骨膜：覆盖在新鲜骨的表面（关节面除外）。骨膜由纤维结缔组织构成，含有丰富的神经和血管，对骨的营养、再生和感觉有重要作用。骨膜可分为内外两层，外层致密有许多胶原纤维束穿入骨质，使之固着于骨面。内层疏松有成骨细胞和破骨细胞，分别具有产生新骨质和破坏骨质的功能，幼年期功能非常活跃，直接参与骨的生成；成年时转为静止状态，但是，骨一旦发生损伤，如骨折，骨膜又重新恢复功能，参与骨折端的修复愈合。如骨膜剥离太多或损伤过大，则骨折愈合困难。 ?6.骨的代谢 骨构建（modeling）:在人的生长期，骨的形成大于骨的吸收，骨量呈线性增长，表现为骨皮质增厚，骨松质更密集，这一过程称为骨构建。 骨重建(remodeling)：成人时期，骨生长停止，但骨的形成和吸收还在继续，处于一种平衡状态，称为骨重建。 ?7.骨的钙化 概念：在成骨细胞合成并分泌骨的有机成分（有机基质）后、在一定的条件下无机盐有序地沉积于有机质内的过程。
人体行为识别技术 在计算机视觉领域中，人体运动行为识别是一个被广泛关注的热点问题，在智能监控、机器人、人机交互、虚拟现实，智能家居，智能安防，运动员辅助训练等方面有巨大应用价值。行为识别问题一般遵从如下基本过程：数据图像预处理，运动人体检测、运动特征提取、特征训练与分类、行为识别。着重从这几方面逐一回顾了近年来人体行为识别的发展现状和常有方法。并对当前该研究方向上待解决的问题和未来趋势做了分析。行为理解可以简单地认为是时变数据的分类问题，即将测试序列与预先标定的代表典型行为的参考序列进行匹配。通过对大量行为理解研究文献的整理发现：人行为理解研究一般遵从特征提取与运动表征、行为识别、高层行为与场景理解等几个基本过程。 特征提取与运动表征是在对目标检测、分类和跟踪等底层和中层处理的基础上，从目标的运动信息中提取目标图像特征并用来表征目标运动状态；行为识别则是将输入序列中提取的运动特征与参考序列进行匹配，判断当前的动作处于哪种行为模型；高层行为与场景理解是结合行为发生的场景信息和相关领域知识，识别复杂行为，实现对事件和场景的理解。【2】 1、行为识别的应用 从应用领域的分类来讲，可以将人体运动分析的应用分成如下几个领域： ①智能监控 这里所指的“智能”包含两个方面的含义。一种“智能”是指系统能够在一定的场景中检测是否有人的出现(如通过检测人脸的方法)防止只是简单的通过 运动目标检测所造成的错误报警(例如因为动物活动或者刮风摇动树枝等等而造
成误报)。另外一种“智能”是指系统能够监视一定场所中人的活动，并对其行为进行分析和识别，跟踪可疑行为(如经常在重要地点徘徊等等行为)从而采取相应的报警措施。通常把报警系统设置于银行、机场、车站、码头、超市、办公大楼、住宅小区等地，以实现对这些场所的智能监控。 ②虚拟现实 跟踪现实世界人的姿态，从而创建一个虚拟的仿真场景，实现人与这个虚拟世界的交互。该领域的具体应用涉及视频游戏、虚拟摄影棚、计算机动画等方面。 ③高级用户接口 指可以通过对用户手势的识别来代替传统的鼠标和键盘输入，从而实现人与计算机之间的智能交互。此外，通过对手势语言的理解，还可以进行聋人与计算机之间的手语交流。 ④运动分析 人体运动分析可以运用于基于容的视频检索领域。例如可以检索在运动会上单杠比赛中运动员的杠上动作。这样可以节省用户大量的查询视频资料的时间和精力。另外一种应用是用于各种体育项目中，提取运动员的各项技术参数(如关节位置、角度和角速度，等等)，通过分析这些信息，可以为运动员的训练提供指导和建议，有助于提高运动员的训练水平。此外，还可以用于体育舞蹈动作的分析，以及临床矫形术的研究等领域。 ⑤基于模型的视频编码 通过提取一定的静态场景中人物的形态特征参数和3D姿态参数，以较低的数据量对视频数据流加以描述，实现视频数据的压缩和低比特率传送。可以用于在因特网上展开远程视频会议以及VOD（Video-On-Demand）视频点播。
第一篇人体运动系统 运动系统由骨、关节和肌肉等组成，其功能是实位移或保持姿势。人体最基本的位移运动是杠杆运动。其中骨是运动杠杆，关节是支点肌肉是运动动力。肌肉运动的主要部分，骨和关节是运动的被动部分。 第一节骨的概述 正常成年人共有206块骨，其中170块成双。177块直接参与随意肌运动。 一、骨的形态各分类 1、长骨：分布在四肢，两端的上下为上端和下端，中间为骨干。作用；主要 起运动杠杆作用。 2、短骨: 分布在手腕和足的位置，一般是立方体，常有六个面， 它们短小坚固，适合于人手和足的高度灵活的需要。 3；扁骨: 分布在头、胸一般成板状，薄而坚固，起保护作用。 4、不规则小骨: 呈不规规则形状。如；髋骨、椎骨、聂骨。 5、籽骨：被肌腱和韧带包围起来的骨。
按部位分类； 颅骨脑颅8 面颅14 共22块 听小骨6块 舌骨1块 颈椎7 胸椎12 椎骨26 腰椎 5 躯干骨肋骨24 骶椎 1 尾椎 1 胸骨 1 肩带骨 4 上肢骨游离部位 6 四肢骨 腰带骨2 下肢骨游离部位60
二、骨的构造 骨是器官，它是由骨组织、致密结缔组织、脂肪组织、网状组织等构成。 骨包括；骨膜、骨质、骨髓并有神经和血管分布。 1.、骨膜; 由致密结缔组织构成，被覆于除关节面以外的骨质表面，并有许多 纤维束伸入于骨质内。
《1》骨外膜；浅层中有丰富的血管、神经穿行。深层分化出的成骨细胞，有制造新骨质的作用骨膜作用，沿途有分支进入伏克曼氏管，再 分支伸入哈佛氏管，以营养骨质。 《2》骨内膜：深层细胞处于稳定状态，它使终保特分化能力。 内层：较疏松,衬在骨髓腔面,骨小梁的表面及哈佛氏管内,骨内膜中的细胞分化出的破骨细胞，使骨髓腔不断扩大。以形成新骨质和破坏、改造已生成的骨质，所以对骨的发生、生长、修复等具有重要意义。老年人骨膜变薄，成骨细胞和破骨细胞的分化能力减弱，因而骨的修复机能减退。 2、骨质；骨质由于结构不同可分为两种：一种由多层紧密排列的骨板构成，叫做骨密质；另一种由薄骨板即骨小梁互相交织构成立体的网，呈海绵状，叫做骨松质。 (一)、骨密质质地致密，抗压抗纽曲性很强。 （二）骨松质则按力的一定方向排列，虽质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。
人体运动学 1．运动学：理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，主要研究质点和刚体的运动规律。 2．人体运动学：是研究人体活动科学的领域。是通过位置、速度、加速度等物理量描述和研究人体和器械的位置随时间变化的规律或在运动过程中所经过的轨迹，而有考虑人体和器械运动状态改变的原因。3．人体运动学中量的特性：瞬时性、矢量性、相对性和独立性 4．标量：只有大小没有方向的物理量 5．矢量：既有大小又有方向的物理量 6．角位移：逆时针为“正”，顺时针为“负” 7．惯性参考系：相对地球静止或匀速 8．非惯性参考系：相对地球变速运动 9．人体的基本姿势（始发姿势）： 身体直立，面向前，双目平视，双足并立，足尖向前，双下肢下垂于体侧，掌心贴于体侧。手的姿势（手的掌心贴于躯干两侧，是唯一有别于解剖学中的人体基本姿势的，应提起注意） 10．人体运动形式：把人体简化成质点，按照质点的运动轨迹可分为直线运动和曲线运动。 把人体简化成刚体，运动形式包括平动、转动和复合运动。 11．人体关节的运动形式：屈曲，伸展，内收，外展，内旋，外旋，旋前，旋后，内翻，外翻 10．人体基本运动形式：上肢—推，拉，鞭打（如投掷） 下肢—缓冲，蹬伸，鞭打 全身—摆动，躯干扭动，相向运动 10．人体运动原理：杠杆原理 11．杠杆分类： 第1类：平衡杠杆，人体中较少，支点位于之间； 第2类：省力杠杆，人体中极少见，阻力点位于中间，如站立位提足跟时； 第3类：速度杠杆，人体中最普遍，力点在中间，如使用镊子，肱二头肌屈前臂。 杠杆原理在康复医学中的作用：省力，获得速度，防止损伤 12．动力学：是研究人体运动学与受力的关系的学科。人体受力可分为动力和制动力。如果力的方向与人体运动（速度）方向相同，就称此力为人体动力，反之则称为人体制动力。 13．外力：指外界物体环境作用于人体的力（人体重力、支撑作用力、摩擦力、惯性力、流体阻力、器械的其他阻力） 内力：指人体内部各组织器官间相互作用的力（肌拉力、各组织器官间的被动阻力、各内脏器官间的被动阻力、各内脏器官的摩擦力、内脏器官和固定装置间的阻力、血液淋巴液在管道内流动时产生的流体阻力、在分流时产生的湍流等。） 14．力的三要素：大小、方向和作用点 15．黏弹性材料的特点： （1）蠕变：若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大。 （2）应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力随时间的增加而下降 （3）滞后 16．梅脱：静息坐位下，每公斤体重从事1分钟活动，消耗3.5ML的氧，其运动强度为1MET，基础代谢3.3mlO2/（kg*min） 17．心脏的功能能力：指机体在尽力活动时所能达到的最大MET值。
运动人体科学 一、专业介绍 1、概述： 运动人体科学是研究体育运动与人的机体的相互关系及其规律的学科群，它是适应社会对健康的需求和全民健身计划纲要的实施而产生的运动与医学交叉的新型学科，是适应社会发展需要而设置的专业。包括运动解剖学、运动生理学、运动生物力学、运动生物化学、保健康复及运动医学等学科。本专业培养的研究生具备良好的人体科学理论知识和实践能力，是运动人体科学方面的教学、科研、竞技运动及康复指导的专门高级人才。 2、研究方向： 运动人体科学的研究方向主要有：01运动解剖学，02运动生理学，03体育保健学，04运动生物化学，05运动生物力学，06体育统计与测量。 (注：各大院校的研究方向有所不同，以北京体育大学为例) 3、培养目标： 本专业培养学生在运动人体科学专业和相关学科上掌握坚实的基础理论、系统的专业知识，掌握本专业从事科学研究所属的实验技能和方法，具有从事本专业为教学、训练、健身等实际工作和从事科学研究的能力，具有创新意识和创业精神。掌握一门外国语，能较熟练地阅读专业外文资料和撰写论文摘要，具备利用计算机、互联网进行中英文文字及数据处理，网上信息检索、查询及学术交流的能力，初步掌握计算机编程知识。 6、课程设置：(以东北师范大学为例) 该学科的必修课主要有：马克思主义理论、基础外国语、体育学原理、体育教学论(必选)、现代体育科研理论与方法、生理运动学、动技术运技能教学与训练(必选)、应用数理基础(必选)、运动生物力学(运动生物力学方向必选)、运动生物力学研究方法(动生物力学方向必选)、运动生理学研究方法(运动生理学方向必选)、电生理技术 (运动生理学、运动医学方向必选)、运动创伤及检测方法(运动医学方向)、运动营养学(运动医学方向)、运动系统的生物力学基础(运动生物力学方向必选)、应用数理基础2(运动生物力学方向必选)、大强度训练基础概论(运动生理学方向必选)、药物滥用及其控制(运动医学方向必选)、健康心理学、细胞生物学、非运动创伤医学(运动医学方法)。 二、就业前景 运动人体科学是生命科学研究领域中的一门应用性较强的学科。运动人体科学的产生和发展顺应了人类社会、科学技术的进步和发展。在发达国家，这一专业无论是培养人才的机构还是研究领域都已达到了较高的水准，并且具有广泛的就业口径。目前在我国从事这一学科研究的专业人才还很少，从1990年至今，拥有该专业的院校全国仅达36所。从上世纪80年代以来，随着我国经济建设的发展及人们生活水平的提高，大众体育和竞技体育对这方面人才的需求本应越来越大。但从全国目前的就业情况来看，该专业的就业率不很乐观。主要是因为目前人们对其了解认识都还不够，但随着国家体育事业的发展，全民健身必然成为新世纪的一大主题。 近年来，各种大大小小的俱乐部，健身中心也都应运而生。但是，健身者要取得理想的健身效果，还需要根据体质状况和健身目的选取合适的运动内容、形式，而对于多数减肥者来说，还需要一定的饮食指导。另外，随着我国进入老
第29卷第5期2008年5月 微 计 算 机 应 用 M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NS Vol129No15 M ay12008基于单目视频运动跟踪的三维人体动画3 吴 玥 田兴彦 (湖南大学软件学院 长沙 410082) 摘要:针对传统人体动画制作成本高、人体运动受捕获设备限制等缺陷,提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法。首先给出了系统实现框架,然后采用比例正交投影模型及人体骨架模型来恢复关节的三维坐标,关节的旋转欧拉角由逆运动学计算得到,最后采用H-ani m标准对人体建模,由关节欧拉角驱动虚拟人产生三维人体动画。实验结果表明,该系统能够对人体运动进行准确的跟踪和三维重建,可应用于人体动画制作领域。 关键词:运动跟踪 单目视频 三维人体动画 逆运动学 3D Hu man An ima ti on Ba sed on Hu man M oti on Track i n g from M onocul ar V i deo Sequences WU Yue,TI A N Xing yan (Soft w are School,Hunan University,Changsha,410082,China) Abstract:The traditi onal app r oaches t o make hu man ani m ati on are suffering fr om the p r oble m s of expensive cost and hu man body mo2 ti on li m ited by moti on cap ture equi pment,t o overcome these shortcom ings,a ne w3D hu man ani m ati on based on hu man moti on tracking fr om monocular video sequences is p r oposed1Firstly,the fra me work of our syste m is p resented,then,the3D coordinates of j oints are esti m ated by hu man skelet on constrain under scaled orthographic p r ojecti on,the r otati on Euler angles of j oints are calculated by inverse kine matics1Finally,we use H-ani m t o rep resent virtual hu man,the moti on of virtual hu man is dr ove by the Euler angles of j oints1 The experi m ents show that tracking and reconstructing results made by our syste m are accurate and effective1This syste m can be ap2 p lied t o hu man ani m ati on1 Keywords:Moti on tracking,Monocular video sequences,3D hu man ani m ati on,I nverse kine matics 1 引言 如何方便地生成高逼真度的三维人体动画已成为当前计算机动画的一个重要研究方向。按照运动建模方式不同三维人体动画可以分为以下四类:关键帧方法、基于运动学和逆运动学、基于动力学和逆动力学、运动捕获方法。基于运动捕获方法的人体动画具有逼真度高、数据可重用等特点,在动画技术中得到广泛应用。在商业产品中一般使用硬件设备(如V icon)来捕获人体运动,要求运动员身穿紧身衣并在关节位置粘贴反光小球或反光片,这样限制了运动员的运动;另一方面硬件设备比较昂贵,制作成本较高。在前人研究的基础上,本文提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法,具有使用方便、制作成本低廉、动画效果较好等特点。 基于视频运动跟踪的运动捕获方法按照其采用摄像机数目多少可以分为两类:①基于单目视频的方 本文于2008-1-15收到。 3本文受基于重建人脸面部器官三维模型的关键技术研究基金项目(06JJ2065)资助。
运动生物力学 运动生物力学：是生物力学的一个重要分支，是研究体育运动中人体机械规律的科学。 运动生物力学的主要任务：提高运动能力，预防运动损伤 运动生物力学的研究方法分为测量方法和分析方法，其中测量方法可以分为运动学测量、动力学测量、人体测量、肌电图测量 运动学测量的参数：（角）位移、（角）速度、（角）加速度 动力学测量的参数：主要界定在力的测量方面。 人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及,（质量、转动惯量等） 肌电图测量是用来测量肌肉收缩时的神经支配特性。 动作结构：运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方法或顺序 动作结构的特征主要表现在运动学和动力学，运动学特征指完成动作时的时间、空间和时空方面表现出来的形式或外貌上的特征；动力学的特征指决定动作形式的各种力（力矩）相互作用的形式和特点，包括力、惯性和能量特征。 运动学特征：时间特征、空间特征和时空特征 时间特征反映的是人体运动动作和时间的关系：半蹲起立和深蹲起立 空间特征是指人体完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置 改变状况：下肢和躯干等空间移动轨迹 时空特征指人体完成运动动作时人体位置变化的快慢情况。 动力学特征包括，力的特征、能量特征和惯性特征 能量特征：人体运动时完成的功、能和功率方面的表现形式。 惯性特征：人体运动中人的整体、环节以及运动器械的质量、转动惯量对运动 动作所具有的影响。 动作系统：大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术，这些成套的动作技术叫做动作系统。 人体基本运动动作形式可主要归纳为推与拉动作、鞭打动作、缓冲和蹬伸动作及扭转、摆动和相向运动等动作形式 上肢基本运动动作形式——推（铅球）、拉（单双杠）、鞭打（标枪）★人体基本运动下肢基本运动动作形式——缓冲、蹬伸、鞭打 动作形式全身基本运动动作形式——摆动、躯干扭转、相向运动 人体的运动是由运动器系的机能特征所决定的，即以关节为支点，以骨为杠杆，在肌肉力的牵拉下绕支点转动，各肢体环节运动的不同组合使人完成千变万化的动作。 生物运动链根据其结构特点可以分为开放链和闭合链。见书P28-图2-15 生物运动链中的杠杆同机械杠杆一样也分为平衡杠杆、省力杠杆和速度杠杆 人体中的三类骨杠杆：见书P30-图2-16 ★人体惯性参数是指人体整体及环节质量、质心位置、转动惯量和转动半径 人体简化模型：质点模型、刚体和多刚体模型
1、下列对骨的叙述正确的是( ) A.每块骨都由骨质、骨髓、骨髓腔、骨膜和关节软骨构成 B.骨骺由骨密质构成 C.成人骨髓腔内充满红骨髓 D.红骨髓具有造血功能 E.每块骨均不能视为一个器官 2、不成对的脑颅骨有( ) A.顶骨 B.颞骨 C.蝶骨 D.上颌骨 E.泪骨 3、解剖学姿势的描述，下列何者是错误的( ) A、身体必须直立 B、两眼平视前方 C、上肢在躯干两旁自然下垂 D、手掌面对躯干 E、两足跟靠拢，两趾接触并指向前方 4、骶管麻醉须摸认的骨性标志( ) A.骶正中嵴 B.骶岬
C.骶角 D.骶后xx E.都不对 5、开口于蝶筛隐窝的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.蝶窦 D.筛xx小房 E.筛xx后小房 6、开口中鼻道的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.筛xx D.筛xx E.以上都是 7、在直立姿势下,不能由于重力作用而引流的鼻旁窦是( ) A.额xx B.蝶窦 C.上颌窦 D.筛xx E.以上都不对
8、下列xx属于长骨( ) A.第八肋骨 B.舟骨 C.趾骨 D.跟骨 E.椎骨 9、下面哪一项不属于人体九大系统( ) A．消化系统 B．脉管系统 C．免疫系统 D．内分泌系统E 10、有关骨髓腔正确的是( ) A．位于骨骺内 B．位于长骨的骨干内 C.位于骨松质的间隙内 D．成人骨髓腔内含红骨髓 E．小儿骨髓腔内含黄骨髓 11、有关各部椎骨主要特征的叙述正确的是( ) A．胸椎体的横断面呈肾形 B．颈椎体的横断面呈心形 C．腰椎棘突呈板状，水平伸向后方
D．腰椎体的横断面呈椭圆形 E．胸椎横突有孔啊 12、胸骨角( ) A．位于胸骨体和剑突的交界处 B．是两侧肋弓形成的夹角 C．两侧平对第2肋 D．两侧平对第2肋间隙 E．两侧平对第3肋 13、骶管麻醉时须摸清的骨性标志是( ) A．骶前孔 B．骶后孔 C．骶岬 D．骶角 E．骶管 14、不属于肩胛骨的结构是( ) A．肩峰 B．肩胛冈 C．肩胛下窝 D．喙突 E．滑车切迹 15、桡神经沟位于( )
学习报告 一．意义和背景 随着信息技术的快速发展壮大和应用的普及,利用计算机视觉的技术在图像处理方面和模式识别领域中研究,并对视频图像进行人体运动特征提取与有效识别已成为人们关注的热点问题。计算机视觉技术对人体运动的视频或者图像进行识别是基于对其视频或者图像的序列进行分析处理；对检测出的人体运动目标进行运动特征提取和分类识别,从而达到理解和描述其行为的目的。基于视频图像的人体运动特征分析在智能视频监控、智能接口、虚拟现实等领域有着相当广阔的应用前景。 人体运动特征的提取与识别需要结合生物识别技术来识别和判断运动中人的行为、区别个体身份。所谓生物识别技术,其具体操作就是利用人体与生俱来的生物特征进行个体身份认证,最显著的特点是具有不变性和唯一性。 人体运动特征包括：肢体摆动特征,步态特征,人体轮廓投影特征,人体对称特征等,其中从视觉监控的角度来看,步态特征是远距离场景条件下最具有代表性最典型的人体运动特征,近年来备受关注,同时也涌现出大量富有意义的步态识别算法。 二．人体运动特征识别研究 运动特征识别在当今的科研领域中涉及面广泛，主要涉及到图像处理，多传感器技术，虚拟现实，模式识别，计算机视觉和图形学，
计算机辅助设计，可视化技术，智能机器人等一系列研究领域。针对人体运动图像序列进行分析处理的运动人体视觉分析技术，一般情况下可分为以下几个过程，运动目标检测，运动目标特征提取以及识别复杂背景下的运动目标身份。 图1 典型的运动特征识别系统 运动特征识别的主要研究方法 目前运动特征识别中的运动特征包含了两种分量：结构化分量和动态分量。其中结构化分量也就是静态分量，它负责记录运动人体的身高，步幅等身体形状信息；而动态分量则形象地表征出了在运动过程中人体的胳膊摆动，肢体倾斜度，迈腿方式等运动特征，依据上述两种类型分量，现有的运动特征识别算法大致分为两类：基于统计的方法和基于模型的方法。
人体的八大系统 人体共有8个系统，即：运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统。 运动系统:具有运动、支持、保护功能，由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨以不同形式连结在一起，构成骨骼。形成了人体的基本形态，并为肌肉提供附着，在神经支配下，肌肉收缩，牵拉其所附着的骨，以可动的骨连结为枢纽，产生杠杆运动。 骨是以骨组织为主体构成的器官，成人骨共有206块，依其存在部位可分为颅骨、躯干骨和四肢骨。骨以骨质为基础，表面复以骨膜，内部充以骨髓，分布于骨的血管、神经，先进入骨膜，后穿入骨质再进入骨髓。两骨和更多骨连接在一起，具有一定的活动功能，叫做关节。每块肌肉都由肌腱和肌腹组成，肌腹有收缩能力，肌腱附着于骨，无收缩能力。 消化系统:功能主要是食物的消化和吸收。由消化管和消化腺组成，消化管包括口腔、食管、咽、胃、小肠、大肠、肛门等。消化腺是分泌消化液的器官，包括唾液腺、胃腺、胰腺、肝、肠腺等。 食物在消化管内的分解过程叫做消化，食物经过消化后，透过消化管粘膜，进入血液循环的过程叫做吸收。对于未被吸收的残渣部分，消化道则通过大肠以粪便形式排出体外。 消化系统对食物的消化有两种方式。一种是通过消化腺分泌消化液来完成，这种方式叫做化学消化。另一种方式是通过消化管肌肉的收缩产生咀嚼、蠕动，将食物磨碎，使食物与消化液充分混合，并将食物不断地向消化管的下方推送，这种消化方式称为机械性消化。 机械性消化和化学性消化两功能同时进行，共同完成消化过程。 呼吸系统:主要功能是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气。由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管等器官，临床上把鼻、咽、喉称上呼吸道；把气管、主支气管及其分支称下呼吸道。其中鼻、咽喉、气管和支气管是空气进出的通道，肺是进行气体交换的场所。 肺的呼吸是通过呼吸运动来实现的，即依靠呼吸肌收缩和舒张，引起胸腔有节律地扩张和回缩，使空气经呼吸道进出肺。 循环系统:主要功能是气体、养分及废物的交换、运送。包括心血管系统和淋巴系统。 心血管系统是由心脏、动脉、毛细血管及静脉组成的一个封闭的运输系统。由心脏不停的跳动、提供动力推动血液在其中循环流动，为机体的各种细胞提供了赖以生存的物质，包括营养物质和氧气，也带走了细胞代谢的产物二氧化碳。 淋巴系统是一个遍布全身的网状的液体系统，由扁桃体、脾脏、淋巴管和淋巴结组成，是人体的重要防卫体系。它能制造白细胞和抗体，滤出病原体，并加以消灭，阻止感染蔓延。
一、名词解释(每题3分，共30分) 1、肾糖阈 2、视力(视敏度) 3、绝对肌力 4、食物的热价 +7、超等长练习(超等长训练)8、肺总容量、 9、有效滤过压(肾小球有效滤过压) 10、机能节省化 二、填空题(每空1分，共15分) 1、肾上腺髓质除分泌肾上腺素外，尚分泌___________。 2、抽机棱的机能主要是古籍肌肉_______的变化。 3、人体血浆P H的正常值在_____________之间。 4、物质的主动转运是一种逆浓度差，需要载体和能量的转运过程，能来自是______的分解，而______的分 解需要膜内的_______酶。 5、运动技能形成过程的第二阶段称为___________。 6、人体从以及每次搏动血量中所摄取的氧量称为___________。 7、运动中人体以何种方式供能，取决于_______与_______的相互关系。 8、慢肌纤维百分比高者，其有氧氧化能力也愈____。 9、呼吸商是指机体在同一时间内产生的________量与消耗的_______量的比传真值， 10、功能余氧量等于_______与______之和。 三、判断题(每小1分，共15分) 1、人体运动时，由于心脏舒张末期心容量明显增大，所以才导致运动时心输量的增加。 2、抑制性突触后电位(I P S P)是由于递质与受体结合后，突触后膜K+、C I=通透性增加所致。 3、身体统纵轴转动，会反射性的引起眼球先向旋转方向同侧移动，隔一段时间，眼球向旋转方向相反的一侧回 跳， 4、胰高血糖素加速肝糖元分解，促进糖的异生，因而使血糖水平升高。 5、疲劳是组织、器官甚至整个机体工作能降低的现象。 6、血液中酸性物质增多时，P H下降。 7、随着水平的提高，安静时的摄罐头量将增大。 8、运动时交感神经兴奋，可以使胃肠活动减弱。 9、呼吸是指呼吸阻力，失去肺通气时所作的功。 10、人体运动后，各种生理生化指标的恢复速度相同。 11、心脏每产生一次期前(额外)收缩之后，往往出现一次代偿间歇。 12、运动技能达到自动化程度后，便可以在皮质下神经中枢支配下完成，大脑皮质即不参与调节了。 13、肾脏是以排除I I+的吸收M A+来参与人体酸碱平衡调节的。 14、骨骼肌在作等长收缩时产生的张力最大，因而完成的功最大，机械效率最高。 15、短跑运动主要靠无氧代谢供能，但长期从事短跑训练可以使有氧代谢酶的活性提高，导致有氧代谢机能随
人体解剖学运动系统习题 第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3．椎间孔４。椎管5.胸骨角 6．肋弓7．关节腔 8．椎间盘 9。黄韧带１0.腹直肌鞘 1１.腹股沟管 １2。斜角肌间隙１3。乳突 二、填空题 1.运动系统包括( ），（）和( ）三部分. ２. 成人全身骨共有( )块。按其所在部位分为( )，（）和( )。 3。根据骨的外形，可将骨分为（），（ ),（)和( )四类。 ４.骨的构造主要由( ）,( ），( )，血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（）,（）的（）三部分。 6．骨髓位于( ）的（ )间隙内。可分为有( ）功能的( ） 和失去（）功能的（）两种. 7. 躯干骨包括２4块（)，1块（ ),1块（）,1块（ ),和12对( ）. 8．脊柱是借7块( )，12块( ）,5块( ），1块（ ),1块（)和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同1２个（ )，１2对（ )，１个（）和它们之间的骨连结共同构成。 １0．每块椎骨由位于前方的（）和后方的
( ）结合而成,它们共同围成( ）。 １1.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲,其中（ )曲和（）曲凸向前，而（）曲和（ )曲凸向后。 1２.脊柱有很大的运动性，可做（)，( ）,（），( )和( )运动。 1３．脊柱有（），( ）和（）功能。 14．胸骨自上而下分为( )，（)和（）三部分。 １5.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16。关节面覆盖有( ），它和关节囊的（)共同围成关节腔。 17。连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18．不成对的脑颅骨包括（），( ），（ )和( )四块。 1９。成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 ２0。上肢带骨是（ )和（）.自由上肢骨包括（ ),( ）,（）,( )，（ )和( ）。 21。下肢带骨即( ）。自由下肢骨包括（）,(），( ），（),（）,( ）和( ）。 2２.骨盆由2块（）,１块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 ２4．肘关节是由（）下端,（）上端和（ )上端构成的复关节，它包括三个关节，即
总论1、运动学（kinesiology）是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，主要研究质点和刚体的运动规律。2、人体的运动的三个面: 水平面：与地面平行的面，把人体分为上下两部分；额状面：与身体前或后面平行的面，把人体分成前后两部分；矢状面：与身体侧面平行的面，把人体分为左右两部分3、人体的运动有三个轴：横轴（与地面平行且与额状面平行的轴）纵轴（额状面与矢状面相交叉形成的、上下贯穿人体正中的轴）矢状轴（与地平面平行且又与矢状面平行的轴，在水平方向上前后贯穿人体）屈曲(flexion),伸展(extension):主要是以横轴为中心,在矢状面上的运动；一般向前运动为屈，向后运动为伸，膝关节以下各关节的运动方向相反；内旋(internal rotation),外旋(external rotation) :主要是以纵轴为中心,在水平面上的运动，一般肢体各环节由前向内的运动称内旋（前臂称旋前），由前向外旋转称旋外（前臂称旋后）头、骨盆、脊柱均为向左向右侧回旋。前臂和小腿有旋前和旋后运动。足踝部还有内翻(inversion)和外翻(eversion)运动。4、人体的基本运动形式运动生物力学将人体看作是由上肢、头、躯干和下肢组成的多环节链状形式，它的基本运动形式如下：1）.上肢的基本运动形式由上肢各关节共同完成。（1）推：在克服阻力时，上肢由屈曲态变为伸展态的动作过程。如胸前传球。（2）拉：在克服阻力时，上肢由伸展态变为屈曲态的动作过程。如游泳。在运动中，上肢往往是推、拉动作相结合的运动形式，如划船；有时在伸直时做推拉。（3）鞭打：在克服阻力或自体位移时，上肢各环节依次加速、制动，使末端环节产生极大速度的动作形式，叫鞭打动作。如投掷。2）下肢的基本运动形式（1）缓冲：在克服阻力时，下肢由伸展态转为较为屈曲态的动作过程。如跳远落地动作。（2）蹬伸：在克服阻力时，下肢由屈曲态主动转为伸展态的动作过程。如跳远前起跳时起跳腿的动作。（3）鞭打：在完成自由泳的两腿打水动作时，下肢各环节有类似上肢的鞭打动作。5、全身基本运动形式（1）摆动：身体某一部分完成主要动作（如一条腿的起跳）时,另一部分配合主要动作进行加速摆动（如双臂和另一条腿配合起跳的摆动）动作形式,称摆动。（2）相向运动：依据运动形式,把身体两部分相互接近或远离的运动形式称相向运动。6、应力指人体结构内某一平面对外部负荷的反应，用单位面积上的力表示（N/cm2）。应变：指人体机构内某一点受载时所发生的变形称为应变。用变化的长度与原始长度的比表示（[%]）。强度和刚度强度是人体承受负荷时抵抗破坏的能力。用极限应力表示。刚度是人体在受载时抵抗变形的能力7、粘弹性材料的特点蠕变：若令应力保持一定，物体的应变随时间的增加而增大，这种现象称为蠕变。应力松弛：当物体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而下降，这种现象称为应力松弛。滞后：若物体承受周期性的加载和卸载，则加载时的应力应变曲线常与卸载时的应力应变曲线不重合，这种现象称为滞后。8、稳定角是重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点的连线间的夹角。稳定角是影响人体平衡稳定性的力学因素。它综合反映支撑面积大小、重心高低和重心垂直投影线在支撑面内的相对位置对平衡稳定性的影响9、骨的力学特征之一――骨的变形一）骨的应力与应变 1.骨受到的外力（载荷）分类载荷即为外力，是一物体对另一物体的作用当力和力矩以不同方式施加于骨时，骨将受到a拉伸、b压缩、c弯曲、d剪切、e扭转和f复合等载荷。应力-应变曲线: 一般而言，弹性模量是一个常数。弹性模量越大，产生一定应变所需的应力越大一般而言，骨承受压力负荷的能力最大，其次是拉力、剪切力和扭转力；骨松质强度低于骨密质二）、长时间载荷作用与形变――骨的蠕变骨受到长时间持续低载荷作用后，其组织会产生缓慢变形称蠕变；在加载后的最初数小时（6～8小时），其蠕变现象最显著，随后蠕变的速率则会降低。蠕变的意义：1、蠕变可以致病（颈椎病、腰椎病、及部分畸形；）2、蠕变可以治病（骨折牵引、畸形矫正；关节松动术）Wolf定律：对一个成型的骨骼来讲，其本身成分的定形与变形随功能性压力的方向而定，其增加或减少的质量可以反映出压力的大小,这就是Wolf定律。压电效应实验一：当压力垂直于骨干时，凹侧压缩部呈“―”，凸侧牵张部呈“+”，对骨予以机械性冲击会产生瞬间发生电，称为压电现象。实验三：骨的逆压电效应：当骨上施加电场时，骨上产生应力或应变实验四：骨的热电效应，即试件加热产生热膨胀，从而引起弹性变形，产生压电效应，出现激化电荷。故热电效应是压电效应的次级效应。实验五：压缩部有骨形成，牵张部有骨吸收。在骨的自我矫正中，凸出部的骨被吸收；凹陷部可形成骨。电刺激可以进行骨的形成与吸收，“+”（阳极）侧产生骨吸收，“－”侧产生骨形成。可将通电应用于骨折治疗中实验六：骨的恒定电位：长管状骨表面正常情下存在一个电位。干骺端是负电位，骨骺相对于干骺端为正电位，骨干为正电位或零电位。代谢越活跃的部位，电位越负。实验七：骨折后整个骨的电位立