从2D到3D:动态Bike Fitting的精度与操作

在Bike Fitting中,动态Fitting通常比静态更准确,这已是共识。动态Fitting本身分为两大类:二维(2D)和三维(3D)。

二维动态Fitting:基于视频捕捉

二维动态Fitting基于视频拍摄,也称视频捕捉,是运动研究中常用的技术手段。例如,田径运动或滑雪空中技巧等项目常借助拍摄进行动作分析。唯一要求是摄像头的采样率(帧数)要高一些,例如每秒60帧到100帧,即可满足骑行动作捕捉的需要。

操作时,让车手在骑行车上骑行,用摄像机拍下骑行过程,拍摄10秒钟左右即可。然后使用视频分析软件(如Dartfish)选择关键帧,例如踩到下死点的那一帧,用软件自带的角度测量工具画出膝关节角度,从而得到关节角度数据。如果不放心,可以在10秒内多测量几个关键帧,检查数据的匹配度和一致性;如果匹配度好、一致性高,就可以采信。这种方法称为二维动作捕捉。

三维动态Fitting:双目摄像机与空间坐标

三维动态Fitting常见于Retül、Shimano动作捕捉等系统。其原理是使用双目摄像机采集身上标记点的三维空间坐标,因此数据本身就是三维的。三维Fitting的方便之处在于:不仅拍摄到车手侧面(矢状面)的数据,还能计算出冠状面(例如膝关节横向摆动)的数据,且只需一次数据采集就能提取所有信息。对Fitting过程而言,这更为简化、高效。基于这些数据,可以方便地进行动作分析,并作为调整依据。

准确性关键:骨性标记的定位

无论是二维还是三维,影响准确性的关键点在于Fitter能否找准关键标记点。很多时候,准确找到骨性标记并将标记点贴在正确位置,才能获得正确的关节角度数据。如果点贴歪或贴错地方,即使得到数据,数据本身也是错误的;基于错误数据调整,最终结果自然不对。这要求Fitter对运动、人体解剖构造乃至经验都有讲究。例如,有些车友较瘦,骨头摸得清晰,贴得相对准;有些车友肌肉发达或脂肪较厚,很难摸准骨性标记,这种情况下自然存在一定误差。

总结

Bike Fitting大类上分为静态和动态,动态又分为二维和三维。二维基于视频拍摄,三维基于双目摄像机空间坐标。无论哪种方式,标记点定位的准确性都至关重要。