פרוטוקול עיצוב ויזואלי דינמי המבוסס על תכונות תנועה לתרגום ידע טאי צ'י מגולם לתקשורת מורשת תרבותית בלתי מוחשית

סיכום

פרוטוקול זה מתאר תהליך עבודה שניתן לשחזור ללכידה, ניתוח ותרגום של תנועות טאי צ'י מגולמות לעיצובים ויזואליים דינמיים באמצעות לכידת תנועה ללא סימנים ומיפוי חזותי מבוסס תכונות תנועה לתמיכה בתקשורת של מורשת תרבותית בלתי מוחשית מבוססת תנועה.

תקציר

פרוטוקול זה מתאר תהליך עבודה שניתן לשחזור לתרגום תנועות טאי צ'י מגולמות לעיצובים ויזואליים דינמיים לתמיכה בתקשורת של מורשת תרבותית בלתי מוחשית מבוססת תנועה. כפרקטיקה תרבותית מבוססת תנועה, טאי צ'י מעבירה ידע דרך קצב גוף, מסלול, העברת משקל ואיזון – היבטים שלרוב קשה לתקשר באמצעות מדיה סטטית או וידאו קונבנציונלית. הפרוטוקול משלב לכידת תנועה ללא סימנים, חילוץ תכונות תנועה ומיפוי חזותי מבוסס כללים כדי להפוך מאפייני תנועה לייצוגים חזותיים דינמיים. שמונה צורות טאי צ'י מייצגות הוקלטו באמצעות לכידת תנועה ללא סימן. נקודות מפתח גוף הופקו באמצעות MediaPipe Pose ונותחו כדי לגזור מאפייני תנועה, כולל עקמומיות מסלול, חלקות תנועה ויציבות קצב. תכונות אלו ממופו באופן שיטתי למשתנים ויזואליים דינמיים באמצעות מסגרת תרגום חזותי המבוססת על תכונות תנועה. כדי להעריך את יעילות הגישה, ניסוי מבוקר שכלל 180 משתתפים השווה שלושה תנאי תקשורת: גרפיקה סטטית, סרטונים קונבנציונליים ועיצובים ויזואליים דינמיים מונחי נתוני תנועה. מדדי התוצאה כללו רכישת ידע, זיהוי תנועה, הבנה מגולמת וכוונות התנהגותיות הקשורות לשימור ושיתוף תרבותי. ניתוח של 264 רצפי תנועה תקינים גילה שונות משמעותית בפרופילי תכונות תנועה בין צורות טאי צ'י. תנאי העיצוב הוויזואלי הדינמי עלה משמעותית על תנאי הגרפיקה הסטטית והווידאו המסורתיים ברכישת ידע, זיהוי משמעות תנועה והבנה מגולמת ( כולם p < 0.001). מודלים מבניים הראו עוד כי איכות העיצוב הנתפסת משפיעה על שימור ושיתוף כוונות בעיקר דרך הבנה מגולמת, מעורבות אסתטית ותהודה רגשית. פרוטוקול זה מספק שיטה שיטתית להמרת ידע תנועה מגולם לצורות ויזואליות דינמיות לתקשורת ופרשנות של מורשת תרבותית בלתי מוחשית מבוססת תנועה.

מבוא

טאי צ'י, או טאי ג'יצ'ואן, הוא תרגול תנועה סיני מסורתי המשלב קואורדינציה גופנית, תנועה מעגלית, שליטה בשיווי משקל וויסות פנימי. הסרט נכלל ברשימת המייצגים של אונסק"ו למורשת התרבותית הבלתי מוחשית של האנושות בשנת 2020, ומשמעותו התרבותית נשענת במידה רבה על הופעה חיים ומגולמים יותר מאשר על חפצים חומריים סטטיים¹. הכרה זו מציבה אתגר מתודולוגי לתקשורת מורשת דיגיטלית: כיצד לתרגם מורשת מבוססת תנועה מבלי לצמצם אותה לסמלים סטטיים, הסברים טקסטואליים או מוטיבים חזותיים שטחיים.

תקשורת דיגיטלית קונבנציונלית מתבססת בדרך כלל על טקסט סטטי, תמונות סטילס או הקלטות וידאו סטנדרטיות. בעוד שפורמטים אלו יכולים לתעד את היציבה החיצונית או את הרצף הכרונולוגי של צורה, הם לעיתים קרובות אינם מצליחים להעביר את ההיגיון הגופני הפנימי — כמו הזזות משקל, שליטה בקצב וקישוריות תנועה — שבאמצעותם התרגול הופך למשמעותי תרבותית. התקדמות עדכנית בניתוח תנועה מאפשרת כימות מדויק של קואורדינטות גוף-מפרק ודפוסי קינמטיקה באמצעות שיטות לכידת תנועה מבוססות חיישנים או ללא סימנים ^2,3. עם זאת, למרות שטכנולוגיות אלו מצטיינות בזיהוי תנועה ובהתערבויות אימון בתנועה, הפוטנציאל שלהן לתקשורת תרבותית חזותית עדיין לא נחקר מספיק. באופן דומה, אף שפרויקטים של מורשת דיגיטלית מאמצים יותר ויותר מדיה סוחפת והדמיה מונחית נתונים, רבים עדיין מדגישים איכות הצגה על פני פרשנות תרבותית מבנית⁴.

קוגניציה מגולמת מספקת פרספקטיבה קריטית לטיפול בפער זה. מנקודת מבט זו, ההבנה התרבותית מעוצבת על ידי תפיסה גופנית, סימולציה סנסורית-מוטורית, וקישור תפיסה-פעולה, ולא רק על ידי התבוננות במשטחים חזותיים ^5,6,7. מחקר אמנות חזותית ומדעי הקוגניציה מציעים עוד כי הפשטה יכולה להפוך תכונות פיזיקליות בלתי נראות למורגשות כאשר היא משמרת את הקשרים המבניים של תנועה⁸. מחקרי תקשורת חזותית אינטראקטיבית מדגישים כי משיכה ויזואלית וחוויית משתמש משפיעים על מעורבות ציבורית וכוונות שימור⁹. עם זאת, מדיה סוחפת בפרויקטים של מורשת לעיתים קרובות שמה דגש על משיכה אסתטית, שעשויה למשוך תשומת לב אך אינה מצליחה להעביר את המבנה התרבותי הבסיסי⁷. יתרה מזאת, הפשטת תנועה לוויזואליות דינמית עלולה להחליש את האותנטיות הנתפסת אם לוגיקת העיצוב מתנתקת מהפרקטיקה המקורית¹⁰. לכן, תרגום ידע מגולם לצורות נתפסות דורש לוגיקת עיצוב קפדנית, מבוססת כללים, המבוססת על נתוני תנועה אמפיריים ולא על עיצוב גרפי אינטואיטיבי בלבד.

כדי לגשר על הפער בין נתוני תנועה לפרשנות תרבותית, מאמר זה מציג פרוטוקול שניתן לשחזור לתרגום ידע טאי צ'י מגולם לעיצוב חזותי דינמי. המטרה המדעית המרכזית היא לקבוע האם תכונות קינמטיות המופקות מתנועות טאי צ'י יכולות לשמש כמשתני עיצוב ניתנים לפרשנות המשפרים את ההבנה הציבורית של המשמעות התרבותית המגולמת. בהתאם לכך, המחקר תורם תהליך תרגום המבוסס על תכונות תנועה, מיפוי מבוסס כללים בין תכונות תנועה למשתנים ויזואליים דינמיים, והערכה אמפירית השוואה בין גרפיקה סטטית, וידאו קונבנציונלי ועיצוב ויזואלי דינמי מונחה נתוני תנועה.

גישה מונחית נתונים זו מציעה יתרונות ברורים על פני טכניקות חלופיות¹¹. בניגוד להקלטות וידאו קונבנציונליות, שמספקות ייצוגים מילוליים בלבד, או אנימציות דקורטיביות בלבד, שחסרות בסיס תרבותי, שיטה זו ממפה תכונות קינמטיות (למשל, עקמומיות מסלול, חלקות, יציבות קצב ומשרעת שיווי משקל) ישירות למשתנים חזותיים דינמיים (למשל, קווי זרימה מעגליים, קצב אנימציה וכוח משיכה חזותי). גישה זו קשורה לחקירות אמנות מדיה מוקדמת יותר של ויזואליזציה תנועה, כולל ויזואליזציית תנועה מבוססת לכידת תנועה של טוביאס גרמלר, אך שונה בכך שהיא מגדירה כללי מיפוי מפורשים בין תכונה לחזותית והערכת השפעות התקשורת שלהם באמצעות מחקר משתמש מבוקר¹². כתוצאה מכך, הוא שומר על המבנה האמפירי של התנועה תוך הפיכת ההיגיון הבסיסי לנגישה ויזואלית.

לבסוף, פרוטוקול זה מתאים במיוחד לחוקרי מדעי הרוח הדיגיטליים, מעצבי אינטראקציה ועוסקים במורשת המעוניינים לדיגיטציה ולתקשר מורשת תרבותית בלתי מוחשית מבוססת תנועה. המסגרת שונה מ-Labanotation, שהיא מערכת סימון קפדנית לרישום תווים תנועתיים לפרשנות ושימור מקצועיים¹³. לעומת זאת, הפרוטוקול הנוכחי מתרגם מכניקות תנועה מדודות לצורות ויזואליות דינמיות שמטרתן לתמוך בפרשנות ציבורית, העברת תרבות ושימור מורשת. באמצעות מערכת לכידת תנועה נגישה מבוססת וידאו ללא סימנים בשילוב עם תהליכי עיבוד נתונים סטנדרטיים, חוקרים יכולים להתאים מסגרת זו לא רק לטאי צ'י אלא גם לפרקטיקות מגולמות אחרות, תוך הערכה שיטתית כיצד עיצוב מודע לתנועה משפיע על תוצאות תקשורת תרבותית¹⁰.

פרוטוקול

כל השיטות שבהן השתתפו משתתפים אנושיים בוצעו בהתאם להנחיות מוסדיות ואושרו על ידי ועדת האתיקה להגנה על מחקר אנושי, בית הספר לעיצוב ויצירתיות, אוניברסיטת גווילין לטכנולוגיה אלקטרונית (אישור מס' 2600AL0621). הסכמה מדעת בכתב התקבלה מכל מבצעי טאי צ'י וממשתתפי הערכת משתמשים לפני איסוף הנתונים. המשתתפים קיבלו הודעה שההשתתפות היא וולונטרית ושהנתונים האנונימיים ישמשו למחקר ופרסום.

1. סביבת מחקר והכנת ציוד

1. הכינו אזור לכידת תנועה מסומן בגודל 3 מ' × 3 מ' עם רקע לא מחזיר אור ותאורה אחידה במעבדת עיצוב ומדיה דיגיטלית.
   הערה: זרימת העבודה הכוללת בת חמישה שלבים לתרגום תנועת טאי צ'י מגולמת לתקשורת חזותית דינמית מוצגת באיור 1A. שרשרת המתודולוגיה שמקורה בספרות התומכת בפרוטוקול, הכוללת ניתוח תנועה, הפצה תרבותית, הערכת שימושיות והערכת עומס עבודה קוגניטיבי, מסוכמת בטבלה 1.
2. מקמו שתי מצלמות דיגיטליות מסונכרנות כדי להקליט כל רצף טאי צ'י מזוויות שונות. מקם את מצלמת התצוגה הקדמית במרחק של כ-3.5 מטר ממרכז אזור הצילום.
3. מקם את מצלמת הצד כ-3.0 מטר ממרכז אזור הצילום. התקן את שתי המצלמות על חצובות בגובה החזה, כפי שמוצג באיור 2A.
4. הגדר את שתי המצלמות להקליט ברזולוציה של 1920 × 1080 פיקסלים וקצב פריימים של 30 פריימים לשנייה. השתמש בחשיפה ידנית ובהגדרות מוקד קבועות לאורך כל איסוף הנתונים.
5. האירו את אזור הלכידה באמצעות שני פנסי LED מפוזרים, הממוקמים בזווית של כ-45° קדמי-שמאל וקדמית-ימינה של המבצע בגובה החזה. שמור על תאורה אחידה ולא מחזירה אור ב-500 לוקס עם טמפרטורת צבע ניטרלית של 5,600 K לאורך כל איסוף הנתונים.
6. סנכרנו את שתי המצלמות לפני כל ניסוי באמצעות מחיאת כפיים נראית לעין באזור הצילום. יישר את ההקלטות באמצעות הפריים הראשון שמראה מגע ידיים וודא ששגיאת הסינכרון אינה עולה על פריים אחד במהירות של 30 פריימים לשנייה.
7. מקם את מצלמת התצוגה הקדמית בניצב למישור הקדמי של המבצע ומקם את מצלמת הצד בערך 90° לצד ימין של המבצע. השתמש בהגדרות מוקד קבועות וודא שכל גופו של המבצע יישאר גלוי לאורך כל אזור הצילום של 3 × 3 מטר, על ידי יישור שתי המצלמות באמצעות סימני רצפה הממוקמים בגבולות אזור הצילום.
8. השתמש ברקע פשוט ולא מחזיר אור והסירו אובייקטים מחזירי אור מאזור הצילום. לפני ההקלטה, יש לוודא שהמבצע נראה במלואו משתי נקודות המבט של המצלמה, שהצללים אינם מסתירים את קווי המתאר של הגוף, ושאין רהיטים, כבלים או עוברי אורח שמסתירים את מסלול התנועה.
9. כיול שטח ההקלטה בתחילת כל סשן הקלטה על ידי צילום רשת הרצפה המסומנת ואימות שגבולות אזור הצילום נראים בשתי תצוגות המצלמה. מכיוון שהניתוח השתמש בווידאו דו-תצוגה ללא סימנים במקום שחזור מטרי תלת-ממדי, הכיול כלל אימות יישור התצוגה, נראות הגוף ונירמול קנה מידה באמצעות רוחב כתף.
10. שמור כל הקלטה כ-1920 × 1080 פיקסלים, MP4 במהירות 30 פריימים לשנייה באמצעות דחיסת H.264. קבצי שמות בפורמט M##_P##_T#_view.mp4, כאשר M מציין תנועה, P מציין מבצע, T מציין ניסיון, ו-View מציין את המצלמה הקדמית או הצדדית.
11. לעבד את נתוני התנועה בתחנת עבודה המסוגלת להריץ את סביבת התכנות של Python 3.11, ספריית הראייה הממוחשבת של OpenCV, צינור הערכת פוזה ללא סימן של MediaPipe, ספריית המחשוב המספרי NumPy, ספריית ניהול הנתונים pandas וספריית עיבוד האותות SciPy. רשם את דגם תחנת העבודה, מערכת ההפעלה וחבילת התוכנה המשמשות לעיבוד נתונים כדי להבטיח שחזור חישובי.
    הערה: זרימת העבודה הכוללת בת חמישה שלבים לתרגום תנועת טאי צ'י מגולמת לתקשורת חזותית דינמית מוצגת באיור 1A–E.

איור 1. תהליך עבודה לתרגום תנועת טאי צ'י מגולמת לתקשורת חזותית דינמית. (א) תהליך מחקר בן חמישה שלבים הכולל בחירת תנועות טאי צ'י, לכידת תנועה מבוססת וידאו, חילוץ תכונות תנועה, תרגום חזותי מבוסס כללים והערכת משתמשים. (ב) שמונה צורות טאי צ'י נבחרות שנותחו במחקר. (ג) צינור עיבוד נתוני תנועה, כולל רכישת וידאו מסונכרנת, הערכת תנוחה, עיבוד מסלול, נירמול מחזור תנועה וחילוץ תכונות. (ד) תנאי תקשורת ניסיוניים: גרפיקה סטטית, וידאו קונבנציונלי, ועיצוב חזותי דינמי מונע נתוני תנועה. (ה) מסגרת מושגית המקשרת בין איכות עיצוב תקשורת נתפסת, הבנה מגולמת, מעורבות אסתטית, תהודה רגשית, כוונה משותפת וכוונת שימור. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

מקור	תחום מחקר	שרשרת נתונים ששימשה בעבודות קודמות	שרשרת סטטיסטית או אנליטית	השלכות מתודולוגיות למחקר זה	שרשרת נתונים ששימשה בעבודות קודמות
הו ואחרים.2	ניתוח תנועת טאי צ'י	תנועות טאי צ'י תועדו באמצעות מעקב קואורדינטות גוף-מפרק, ומיקומי מפרקי הגפיים העליונות וזוויות המרפק נמדדו.	ניתוחי תנועה כמותיים ואיכותניים.	תומך בשימוש בקואורדינטות גוף-מפרק, תכונות מסלול ואינדיקטורים קינמטיים להמרת תנועת טאי צ'י לנתונים מגולמים ניתנים לניתוח.	תנועות טאי צ'י תועדו באמצעות מעקב קואורדינטות גוף-מפרק, ומיקומי מפרקי הגפיים העליונות וזוויות המרפק נמדדו.
לי ואח' 3	הכרה בתנועת הטאי צ'י	תנועות טאי צ'י תועדו באמצעות יחידות מדידה אינרציאליות ואותות תנועה בסדרת זמן.	משוב זיהוי והתערבות מבוסס רשת קונבולוציונית זמנית.	תומך בהפקת מאפייני תנועה זמניים, כולל יציבות קצב, שינוי תאוצה ומבנה רצף תנועה.	תנועות טאי צ'י תועדו באמצעות יחידות מדידה אינרציאליות ואותות תנועה בסדרת זמן.
יי ואח'	הפצת מורשת תרבותית דיגיטלית בלתי מוחשית	נתוני חוויית המשתמש נאספו ממשתתפים שנחשפו לחוויות מורשת תרבותית דיגיטלית בלתי מוחשית.	SmartPLS וניתוח השוואתי איכותני עם קבוצה מטושטשת (fsQCA) שימשו לבחינת תגובות רגשיות והתנהגות הפצה.	תומך במסגרת התקשורת המקשרת בין חוויה דיגיטלית, תגובה רגשית, זהות תרבותית וכוונת הפצה.	נתוני חוויית המשתמש נאספו ממשתתפים שנחשפו לחוויות מורשת תרבותית דיגיטלית בלתי מוחשית.
ברוק15	הערכת שימושיות	המשתתפים מילאו שאלון שימושיות סטנדרטי בן 10 פריטים לאחר אינטראקציה עם המערכת.	ציוני סולם השימושיות של המערכת (SUS) חושבו בסולם 0–100.	תומך במדידת השימושיות הנתפסת של ממשק התקשורת הוויזואלית.	המשתתפים מילאו שאלון שימושיות סטנדרטי בן 10 פריטים לאחר אינטראקציה עם המערכת.
הארט וסטאבלנד16	הערכת עומס עבודה קוגניטיבי	המשתתפים דירגו את ממדי עומס העבודה לאחר סיום המשימה.	ציוני מדד עומס המשימות של נאס"א (NASA-TLX) חושבו מדירוגי עומס עבודה רב-ממדיים.	תומך בהערכה האם אב-הטיפוס החזותי הדינמי המונחה על ידי נתוני תנועה משפר את הבנת המשתמש מבלי להטיל עומס קוגניטיבי מופרז.	המשתתפים דירגו את ממדי עומס העבודה לאחר סיום המשימה.

טבלה 1: שרשרת מתודולוגית שמקורה בספרות התומכת במחקר הנוכחי. טבלה זו מסכמת את ההפניות המרכזיות, תחומי המחקר, גישות לרכישת נתונים, שיטות אנליטיות ותרומות מתודולוגיות המשמשות להנחיית זרימת העבודה לניתוח תנועה, מסגרת תרגום חזותי, הערכת שימושיות והערכת עומס עבודה קוגניטיבית המיושמות בפרוטוקול הנוכחי.

איור 2. לכידת תנועה מבוססת וידאו והליך חילוץ תכונות תנועה. (א) הגדרת לכידת תנועה באמצעות מצלמות סינכרון מול חזית וצד בתוך שטח צילום מסומן של 3 מ' × 3 מטר. (B) פלטי הערכת תנוחה ללא סימן המציגים סימני גוף שהופקו מהקלטות מבט קדמי וצדדי. (ג) תהליך קדם-עיבוד נתונים הכולל חילוץ ציונים, סינון פריימים חסרים, החלקת מסלול ונירמול זמן. (D) מסלולי תנועה משוחזרים מייצגים שמקורם בנקודות מפתח של הגפה העליונה, הגוהן ומרכז הגוף. (ה) מאפייני תנועה המופקים מכל רצף תנועה, כולל משך, מהירות ממוצעת, מהירות שיא, עקמומיות מסלול, מדד חלקות, מדד סימטריה, משרעת שיווי משקל ויציבות קצב. (ו) מאגר נתונים של תכונות תנועה מיוצא המשמש לתרגום חזותי. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

2. בחירת תנועות טאי צ'י וגיוס מבצעים

1. בחר שמונה צורות טאי צ'י מייצגות ללכידת תנועה כדי ללכוד שילובים שונים של מסלול מעגלי, העברת משקל, הארכת הגפה העליונה, סיבוב הגוף, מעבר שיווי משקל ושליטה בקצב (טבלה 2; איור 1B).
   הערה: הצורות שנבחרו כוללות את צורת הפתיחה, ידיים עננים, כנפיים של עגור לבן פרוש, פיצול רעמת הסוס הפראי, ברך מברשת וצעד פיתול, קוף דחה, אחיזת זנב הציפור, וצורת סגירה. צורות אלו מספקות בסיס טכני לניתוח תנועת טאי צ'י כנתוני תנועה מגולמים².
2. גייסו אמני טאי צ'י וכוללים גם מדריכים מנוסים וגם מתרגלים בינוניים. הגדר מדריכים מנוסים כיחידים עם יותר מחמש שנות ניסיון בהוראה או ביצוע, ואנשי מקצוע בינוניים כאנשים עם לפחות שנה אחת של תרגול סדיר.
3. סננו את כל המועמדים הפוטנציאליים לזכאות. כלול אנשים בגילאי 18–60 שדיווחו על כל פגיעה בשריר-שלד בשלושת החודשים האחרונים ויכולים לבצע את כל התנועות שנבחרו ללא הפסקה.
4. קבל הסכמה בכתב מדעת מכל המבצעים לפני איסוף הנתונים.
5. זהה מבצעים פוטנציאליים דרך מדריכי טאי צ'י באוניברסיטה, קבוצות תרגול בקמפוס ורשתות מתרגלים מקומיות. צרו קשר עם המועמדים בדוא"ל או פנים אל פנים, סננו אותם לפי קריטריוני הזכאות, ורשמו רק את אלו שמספקים הסכמה מדעת בכתב.
6. לגייס בסך הכל 12 מבצעים, כולל חמישה מדריכים מנוסים ושבעה מתרגלים בינוניים. השתמש בדגימה זו ליצירת רצפי התנועה לעיבוד מוקדם ולחילוץ תכונות.
7. תנועות נבחרות מתוך תכנית הלימודים הפשוטה בסגנון יאנג בת 24 הצורות, הנפוצה בהוראה ציבורית ובהקשרים להדגמות תרבותיות.
8. בחרו את שמונת הצורות באמצעות דיון בין צוות המחקר ומדריכי טאי צ'י, כדי לכלול התחלה איטית, מסלול מעגלי, הארכה א-סימטרית, העברה קדימה, סיבוב גזע, נסיגה לאחור, אינטגרציה של כוח רב-שלבי וייצוב סגירה. השתמשו בקריטריונים אלו כדי לוודא שהטפסים הנבחרים מייצגים את מאפייני התנועה שמטרתם כללי התרגום הוויזואלי בטבלה 2.
9. שרטטו דמוגרפיה של מבצעים ומאפייני תרגול, כולל גיל, מין, גובה, מסת גוף, גמישות, שנות ניסיון בטאי צ'י, ומעמד מדריך או בינוני.
10. להחריג מועמדים המדווחים על הפרעות נוירולוגיות, הפרעות שיווי משקל, פגיעה בראייה שלא תוקנה, ניתוח אחרון, חוסר יכולת להשלים את רצף התנועה המלא, או כל מצב שהופך את ההשתתפות הבטוחה לבלתי מתאימה.
11. אין צורך בניסיון קודם במחקרי לכידת תנועה או בהליכי הקלטה דיגיטלית. לפני ההרשמה, הסבר לכל המבצעים את תהליך ההקלטה ווודא שהם מרגישים בנוח להקליט משני מצלמות.
12. כלול אישור להקלטת וידאו, ניתוח תנועה ללא סימנים, אחסון נתונים אנונימיים ופרסום תוצאות מצטברות בהליך ההסכמה המאושר על ידי אתיקה.
13. ספק למבצעים את לוח הזמנים ללימודים, הוראות הקלטה, הכוונה לחימום, והזדמנויות לשאול שאלות לפני ההקלטה.

תנועת הטאי צ'י	מאפיין תנועה מגולמת	משמעות תרבותית או גופנית	אינדיקטורים של תנועה שחולצו	כלל התרגום החזותי הדינמי
פורמט פתיחה	התחלה איטית, התיישבות אנכית והרמת יד מבוקרת	התחלה, עיגון וויסות של הנשימה ומצב הגוף	משך, מדד חלקות, יציבות קצב	דעיכה איטית, התפשטות אנכית הדרגתית והופעת חלקיקים במהירות נמוכה
ידיים עננים	תנועה מעגלית רציפה של הגפה העליונה והזזת הגוף הצידית	מעגליות, זרימה, המשכיות ותיאום בין הגוף לכוונה	עקמומיות מסלול, משרעת שיווי משקל, מדד חלקות	קווי זרימה מעגליים, הזזות חזותיות כבידה מצד לצד, ושבילי חלקיקים רציפים
עגור לבן פורש כנפיים	הארכת גפיים עליונה אסימטרית, יציבה פתוחה וסיבוב הגזע	התרחבות, פתיחות ואיזון בין כוחות כלפי מעלה ולמטה	מדד סימטריה, מהירות שיא, הזזת הגפה העליונה	הרכב שכבה מפוצלת, הארכת אור כלפי מעלה, ומעברי שקיפות א-סימטריים
פיצול רעמת הסוס הפראי	צעד קדימה, הפרדת זרועות אלכסונית והעברת משקל	התפשטות כיוונית, הפרדת כוח, וכוונה קדימה	משרעת הזזת איזון, מהירות ממוצעת, עקמומיות מסלול	סרטי תנועה אלכסוניים, מרכז ויזואלי מתקדם, והרחבת קשת בשכבות
ברשת ברך וצעד סיבוב	צעדים מתואמים, הברשה של זרועות וסיבוב גוף	הגנה, הפנייה מחדש ושליטה מתואמת בחלק התחתון והעליון של הגוף	הזזת גזע, אינדקס סימטריה, מדד חלקות	שדה ראייה מסתובב, שבילים בגובה נמוך יותר ומעברי קצוות מרוככים
קוף דחש	צעד אחורה, תנועות ידיים לסירוגין ונסיגה מבוקרת	נסיגה ללא אובדן שליטה, חילופי ויציבות	יציבות קצב, הזזת צעדים, תיאום דו-צדדי	פולסים ויזואליים מתחלפים, חלקיקים הזורמות לאחור, וקצבים אטומים מדורגים
אחוז בזנב הציפור	דחיפה רציפה, הגנה, גלגול, לחיצה וסגירה	אינטגרציה של כוחות טאי צ'י מרובים ולוגיקת גוף רציף	עקמומיות, חלקות, יציבות קצב, אמפליטודת שיטת איזון	רצפי קשת רב-שלביים, גלי כוח שכבתיים, ודחיסה ושחרור חזותי מתקדם
צורת סיום	חזרה איטית, הורדת הזרוע וייצוב הגוף	השלמה, חזרה לשקט והתיישבות פנימית	משך, מדד חלקות, יציבות קצב	דעיכה הדרגתית, התיישבות ויזואלית כלפי מטה, והתכנסות חלקיקים לכיוון המרכז

טבלה 2: מאפייני תנועת טאי צ'י וכללי התרגום החזותי המתאימים. טבלה זו מסכמת את מאפייני התנועה המגולמים, המשמעויות התרבותיות או הגופניות, מדדי התנועה שהופקו, ומיפוי תרגום חזותי מבוססי כללים המשמשים לשמונה צורות טאי צ'י הנבחרות. מדדי התנועה הרשומים תרמו ליצירת משתנים ויזואליים דינמיים ששימשו במסגרת עיצוב התקשורת המונעת על ידי תכונות תנועה.

3. הליך לכידת תנועה

1. הנחו כל מבצע להשלים חימום של 5 דקות וסיבוב היכרות אחד באזור ההקלטה לפני ההקלטה הרשמית.
2. הנחו כל מבצע לבצע כל אחת משמונה צורות הטאי צ'י שנבחרו שלוש פעמים בקצב טבעי של טאי צ'י. אל תשתמש במטרונום או במהירות תנועה חיצונית.
3. הקליט מחוות סינכרון חזותי בתחילת כל ניסוי כדי להקל על יישור סרטוני המבט הקדמי והצד במהלך העיבוד המוקדם.
4. הקצה מזהה תנועה ייחודי לכל משפט. כלול את מספר המבצע, סוג התנועה ומספר הניסיון במזהה.
5. תן מרווח מנוחה של 10 שניות בין ניסיונות. ספק תקופת מנוחה ארוכה יותר כאשר המבצע מדווח על עייפות.
6. חזור על ניסוי פעם אחת כאשר התנועה מופרעת, מבוצעת מחוץ לאזור הלכידה המסומן, או מושפעת מטעות הקלטה ברורה. זרימת העבודה המלאה של הקלטת תנועה וחילוץ תכונות מוצגת באיור 2.
   הערה: איור 2 ממחיש את כל תהליך הקלטת התנועה והפקת תכונות. השתמש בזרימת עבודה מבוססת וידאו ללא סימנים כדי לשמור על צינור רכישת נתונים שכפול וזול, המתאים לסביבות תקשורת תרבותיות שבהן חיישנים לבישים^{אינם מעשיים}.
7. השתמשו בחימום סטנדרטי של 5 דקות הכולל תרגילי תנועה עדינה בצוואר, כתף, גוף, ירך, ברך וקרסול, ואחריהם הרמת ידיים איטית ותנועות להזזת משקל. התחל הקלטה רשמית רק כאשר המבצע מדווח שאין לו אי נוחות ויכול להשלים את רצף התרגול בצורה חלקה.
8. במהלך ההיכרות, בקש מכל מבצע להשלים מעבר תרגול אחד של הטפסים הנבחרים בתוך האזור המסומן בזמן שהמפעיל בודק את נראות הגוף בשתי תצוגות המצלמה. סיים את ההיכרות כאשר המבצע יכול להישאר באזור הלכידה ולעקוב אחרי רמזי ההקלטה ללא הפרעה.
9. הגדר את קצב הטאי צ'י הטבעי כקצב שנבחר בעצמו בדרך כלל על ידי המבצע במהלך ההוראה או התרגול. הנחו את המבצעים לא להאיץ למצלמה ולחזור על מבחן רק אם הקצב מופרע או לא עקבי עם סבב האימון.
10. השתמש במחיאת כפיים בשתי ידיים בגובה החזה כסינכרון חזותי מיד לפני תחילת התנועה. סמן את מסגרת מגע היד הראשון בשני הסרטונים ואמת את הסנכרון במהלך העיבוד המוקדם.
11. השתמש בפורמט המזהה M##_P###_T#, כאשר M מציין את התנועה, P מציין את מספר המבצע, ו-T מציין את מספר הניסיון. לדוגמה, M02-P07-T3 מציין את ניסוי ה-Cloud Hands השלישי שבוצע על ידי המבצע P07.
12. העריכו עייפות באמצעות דיווח עצמי של המבצע, חוסר יציבות נראית לעין, התאוששות איטית או בקשות למנוחה נוספת. יש להוסיף תקופת מנוחה נוספת של 30–60 שניות כאשר נצפים מדד עייפות.
13. רשמו תנועות בסדר קבוע המפורט בטבלה 2 כדי לשמור על עקביות בין המבצעים ולהפחית טעות מפעילים. אל תזרקו את סדר התנועות באקראי כי המטרה היא חילוץ תנועה-תכונה ולא השוואת טיפול התנהגותי.
14. למסור את אותה הוראה לפני כל ניסוי: בצע את טופס הטאי צ'י שהוקצה בקצב הרגיל של טאי צ'י, הישאר בתוך האזור המסומן, והמשך עד להשלמת הטופס. קרא את ההוראות מתסריט מוכן כדי לשמור על עקביות בין המבצעים.
15. אפשר חזרה מיידית אחת לניסוי שמושפע מהפרעה, חסימה או טעות מבצע. אם הניסוי החוזר נשאר בלתי שמיש, תעד את הניסוי כמודל ורשום את סיבת ההחרגה ביומן העיבוד המוקדם.
16. בדוק יציבות מצלמה, נראות באזור הצילום, עקביות תאורה ונראות גוף לפני כל בלוק הקלטה ואחרי כל התאמת ציוד. עצרו את ההקלטה וחזרו על תהליך ההגדרה אם מופיעים צללים, השתקפויות או הסתרה.
17. העבר קבצי וידאו לתיקיית פרויקט מוגנת בסיסמה מיד לאחר כל סשן הקלטה וגבה אותם לכונן אחסון נפרד. בדוק את שלמות הקובץ על ידי פתיחת כל הקלטה בתצוגה קדמית וצדדית ובדיקת משך ההקלטה, רציפות הפריים ועקביות שמות הקבצים לפני העיבוד המוקדם.
18. הכשרה של מפעילי הקלטה באמצעות אותה רשימת בדיקה של הגדרות, כללי שמות קבצים, הליך סנכרון וקריטריונים של ניסוי חוזר. הקצה מפעיל אחד לבקרת המצלמה והקלטה, וכאשר יש כוח אדם מאפשר, הקצה מפעיל שני להשלמת רשימת הפרוטוקול.

4. קדם-עיבוד נתוני תנועה

1. בדוק את כל קבצי הווידאו הגולמיים ליציבות המצלמה, נראות הגוף, רציפות פריימים וסנכרון לפני עיבוד נוסף.
2. ייבא כל וידאו לצינור ההערכה של תנוחה וחלץ 33 נקודות ציון גוף פריים אחר פריים באמצעות צינור הערכת תנוחה, כפי שמודגם באיור 1C ואיור 2B. ייצא את קואורדינטות הסימן לכל רצף תנועה כקבצי ערכים מופרדים בפסיקים (CSV).
3. עבד את נתוני הקואורדינטות המיוצאים בפייתון באמצעות ספריית ראיית מחשב, ספריית מחשוב נומרי, ספריית ניהול נתונים וספריית עיבוד אותות. סנן את הנתונים לפריימים חסרים, הערכות מפתח לא יציבות ושגיאות במעקב גופים.
4. החריגו רצף תנועה אם יותר מ-15% מהפריימים מכילים הערכות מפתח חסרות או לא יציבות, אם המבצע עוצר לפני סיום התנועה, אם הגוף זז מחוץ לאזור הצילום המסומן, או אם חסימת המצלמה מונעת שחזור מסלול אמין.
5. החלקו את מסלולי הגוף-מפתח של רצפים שנשמרו באמצעות פילטר Butterworth מדרגה רביעית עם תדר חיתוך של 6 הרץ כחלק מתהליך הקדם-עיבוד המוצג באיור 2C.
6. נרמל כל רצף שנשמר זמנית ל-0%–100% ממחזור התנועה כדי לאפשר השוואה בין מבצעים עם מהירויות תנועה שונות.
7. נרמול קואורדינטות מרחביות באמצעות פרופורציות גוף ייחודיות למבצע. השתמשו ברוחב הכתפיים כנקודת ייחוס ראשית להשוואות מסלול הגפה העליונה ושחזרו את מסלולי התנועה לניתוח עתידי (איור 2D).
8. הקצה שני מתכנתים מיומנים לסקור באופן עצמאי את כל הרצפים שהוחרגו ומדגם אקראי של 20% מהרצפים שנשמרו. לפתור חילוקי דעות באמצעות דיון עם מדריך טאי צ'י ולהעריך את ההסכמה בין הדירוגים.
9. הרץ צינור הערכת פוזות בתוך סביבת התכנות ורשם את גרסת החבילה המדויקת ואת תצורת המודל בטבלת החומרים. השתמשו במודל תנוחת הגוף המלאה בן 33 נקודות ציון כדי ליצור קואורדינטות של נקודות ציון לכל פריים וידאו.
10. הפעל החלקת נקודות ציון והגדר את צינור הערכת תנוחה עם model_complexity = 1, min_detection_confidence = 0.50, ו-min_tracking_confidence = 0.50, אלא אם כן נעשה שימוש בהגדרות מאומתות שונות. החלו פרמטרי תצורה זהים גם על סרטונים במבט קדמי וגם על תצוגת צד.
11. בדוק כל וידאו לתאימות לקודקים וקרא פריימים ישירות באמצעות ספריית ראיית המחשב ללא חיתוך מרחבי כאשר כל הגוף גלוי. חתוך רק את מקטע הסינכרון שלפני תחילת התנועה ואת המסגרות שלא נוצלו לאחר השלמת התנועה לפני חילוץ סימן הדרך.
12. ייצוא קבצי CSV עם שורה אחת לכל פריים ועמודות המכילות את מזהה התנועה, אינדקס הפריימים, חותמת זמן, שם או אינדקס סימן, קואורדינטות x-, y- ו-z מנורמלות, וציון נראות של נקודות ציון לכל אחד מ-33 סימני הגוף. אחסן קבצים במבט חזיתי ובתצוגה צדדית בתיקיות נפרדות באמצעות מזהי תנועה זהים.
13. סווג הערכת ציון דרך כבלתי יציבה כאשר ציון הראות שלה נמוך מ-0.50, כאשר הקואורדינטות משתנות ביותר משלוש סטיות מוחלטות חציוניות בין פריימים סמוכים, או כאשר הסימן זז מחוץ לאזור הגוף הנראה. רצפי דגלים לסקירה כאשר נקודות ציון לא יציבות משפיעות על נקודות ציון מרכזיות בגפה עליונה, בגוף או בירך.
14. לזהות פריימים חסרים מחוסר רציפות באינדקסים או חותמות זמן ומשורות ציון דרך חסרות בקבצי CSV המיוצאים. אינטרפולציה לינארית של פערים מבודדים של פחות מחמש פריימים רצופים לפני ההחלקה. החריג רצפים כאשר מסגרות חסרות או לא יציבות עולות על 15% מסך הרצף.
15. זהה טעויות במעקב אחר הגוף באמצעות בדיקה ויזואלית ובדיקות אוטומטיות להחלפות בין שמאל לימין, הזזת מפרקים לא סבירה, שינויים פתאומיים בתנוחה מלאה של הגוף, וקואורדינטות גוף מחוץ לאזור הלכידה. סמן רצפים מושפעים לסקירת מקודדים והוציא אותם כאשר שחזור מסלול אמין אינו אפשרי.
16. תעד את כל הרצפים המוחרגים ביומן קדם-עיבוד הכולל את מזהה התנועה, מזהה המבצע, סוג התנועה, מספר הניסיון, סיבת ההחרמה, אחוז נקודות מפתח חסרות והחלטת הסוקר. שמור על מצב הרצף, אחוז נקודות מפתח חסרות ושדות דגל סקירה לאורך כל העיבוד המוקדם.
17. מימוש מסנן Butterworth low-pass מסדר רביעי 6Hz באמצעות פונקציות scipy.signal.butter ו-scipy.signal.filtfilt לביצוע סינון אפס פאזה של כל מסלול קואורדינטות. השתמש בקצב הדגימה של 30 פריימים לשנייה כדי לקבוע את תדירות נייקוויסט וליישם פרמטרי מסנן זהים לכל הרצפים השמורים.
18. הגדר התחלת תנועה כעלייה מתמשכת ראשונה במהירות שורש כף היד או מרכז הגוף העולה על 5% ממהירות השיא הספציפית לרצף לאחר תנועת הסינכרוניזציה. הגדר השלמת תנועה כנקודה הראשונה לאחר שלב התנועה הסופי שבה המהירות נשארת מתחת לסף זה לפחות ל-10 פריימים רצופים.
19. דגימה מחדש של כל רצף שנשאר ל-101 נקודות זמן במרווחים שווים, המייצגות 0%–100% ממחזור התנועה על ידי אינטרפולציה של מסלולי הקואורדינטות המוחלקקות. השתמשו ברצפים המנורמליים להשוואה בין מבצעים צולבים ולחילוץ תכונות תנועה לאחר מכן.
20. מדוד את רוחב הכתפיים כמרחק האוקלידי בין סימן הכתף השמאלית לכתף הימנית. השתמשו בערך החציוני בין מסגרות יציבות כהתייחסות לקנה מידה ספציפי למבצע והחלו את גורם הסקאלה המתקבל על כל הניסויים שנשמרו מאותו מבצע.
21. נרמול קואורדינטות באמצעות המשוואות ו -, כאשר x_c ו-y_c מייצגים את קואורדינטות הגוף-מרכז ו-W_s מייצג את רוחב הכתף הספציפי למבצע. החלו את אותו תהליך נרמול על מסלולי הגפיים העליונות, הגוף, ומרכז הגוף.
22. הכשרו את המתכנתים באמצעות קריטריוני ההחרגה המוגדרים מראש, סרטוני דגימות מייצגים, וסקירת פיילוט שנקבעה לפני קידוד פורמלי. דרוש מהמתכנתים להראות זיהוי עקבי של נקודות מפתח חסרות, הסתרה, שגיאות מעקב וביצועים מופרעים לפני בדיקת נתוני המחקר.
23. בחר את מדגם סקירת הרצף השמור של 20% באמצעות דגימה אקראית שכבתית לפי סוג תנועה, כך שכל צורת טאי צ'י מיוצגת. יצר את הדגימה האקראית מרשימת מזהי התנועה שנשמרה לפני בדיקת המתכנת.
24. חשב הסכמה בין המערכים באמצעות κ של כהן להחלטות שימור/החרגה והסכמה אחוזית לסיווגי סיבת החרגה. יש לשקול ערכי κ ≥ 0.80 מקובלים לפני סיום מערך הנתונים השמור.
25. אחסן את כל סקריפטי הקדם-עיבוד בתיקיית פרויקטים מתוארכת יחד עם קובץ דרישות המתעד את סביבת התכנות ואת הגרסאות המדויקות של צינור הערכת תנוחה, ספריית ראיית מחשב, ספריית מחשוב נומרי, ספריית ניהול נתונים וספריית עיבוד אותות. רשם כל גרסה נוספת של סקריפטים ביומן שינויים לפני הרצת חילוץ תכונה מחדש.
26. שמרו יומני בקרת איכות לאורך כל העיבוד המוקדם, כולל מצב רצף, אחוז נקודות מפתח חסרות, דגלי סקירה והחלטות מקודד. השתמשו ביומנים אלו כדי לתעד את ההתקדמות מ-288 רצפי תנועה מוקלטים ל-264 רצפים שנשמרו לאחר סינון איכותי.

5. חילוץ מתכונת תנועה ותרגום חזותי

1. חשב את משך התנועה כזמן שחלף בין תחילת התנועה להשלמה. חשב את המהירות הממוצעת ומהירות השיא מההזזת נקודות מפתח של הזרוע העליונה והגזע לאורך מסגרות עוקבות. משך תנועה, מהירות, עקמומיות מסלול, חלקות, סימטריה, משרעת שיווי משקל ותכונות יציבות-קצב, כפי שמסוכם באיור 2E.
2. חשב את עקמומיות המסלול מתוך מעגליות מסלולי תנועת הגפה העליונה. המפיק חלקות תנועה משתנה בין פריימים לפריים.
3. חשב סימטריה על ידי השוואת דפוסי תנועה במפרקים משמאל וימין. הערכת אמפליטודת שיווי המשקל מההזזה האופקית של מרכז הגוף לאורך מחזור התנועה.
4. חשב יציבות קצב מהשינוי הזמני בשיאי המהירות לאורך מחזור התנועה.
5. הקצה ציון תרגום חזותי לכל רצף תקף באמצעות שילוב משוקלל של עקמומיות מסלול, חלקות, יציבות קצב ומשרעת שיווי משקל. ייצא את מאגר הנתונים של תכונות התנועה המתקבל לתרגום חזותי (איור 2F).
6. המרו את תכונות התנועה שהופקו לאלמנטים ויזואליים דינמיים באמצעות מערכת תרגום חזותית מבוססת כללים. קשר כל משתנה חזותי לתכונת תנועה מגולמת מסוימת באמצעות מטריצת התרגום המוצגת באיור 3A.
7. תרגם עקמומיות במסלול גבוה לקווי זרימה מעגליים ונתיבי חלקיקים בצורת קשת (איור 3B). מיפוי ערכי יציבות קצב גבוהים יותר לדפוסי פולסים איטיים וסדירים יותר (איור 3C).
8. תרגם אמפליטודות שיווי משקל גדולות יותר לתנועה נראית לעין של מרכז הראייה (איור 3D). מפות ערכי חלקות גבוהים יותר למעברי גרדיאנט רציפים וערכי סימטריה גבוהים יותר לקומפוזיציות ויזואליות מראות או מאוזנות (איור 3E).
9. עיין בכללי התרגום הוויזואלי עם מדריכי טאי צ'י ומומחי עיצוב תקשורת חזותית. וודא שמיפויים ויזואליים שומרים על לוגיקת התנועה המגולמת תוך מזעור עיוות דקורטיבי¹⁴. אב-טיפוס חזותי מייצג המבוסס על תכונות תנועה שנוצר באמצעות כללי התרגום הללו מוצג באיור 3F.
10. השתמשו באותן נקודות התחלה-תנועה והשלמת תנועה שהוגדרו במהלך נורמליזציה זמנית לחישובי משך. חשב את משך התנועה כ-(סוף פריים − פריים התחל)/30 פריימים לשנייה ודווח על התוצאה בשניות.
11. חשב מהירות מסגרת למסגרת באמצעות ההזזה האוקלידית של קואורדינטות נקודות ציון עוקבות:
     
    כאן, v_t היא המהירות המיידית במסגרת t, (x_t, y_t, z_t) הן הקואורדינטות המרכזיות במסגרת t, (x_t−1, y_t−1, z_t−1) הן הקואורדינטות המרכזיות במסגרת הקודמת, ו-Δt הוא מרווח הזמן בין פריימים עוקבים (1/30 שניות). השתמש בקואורדינטות חלקות, מנורמלות לרוחב הכתפיים, ודווח מהירות ביחידות רוחב גוף מנורמלות לשנייה.
12. כלול את פרקי הידיים, המרפקים, הכתפיים, הירכיים ומסלול הגוף-מרכז המחושב בעת הערכת מהירות הגפה העליונה והגוף. השתמשו במסלולי שורש כף היד והמרפק כדי לאפיין תנועת הגפיים העליונות ובמסלולי כתף–מרכז הירך כדי לאפיין תנועות בגוף ותנועה הקשורה לשיווי משקל.
13. הערכת עקמומיות מסלול משלישיות קואורדינטות עוקבות באמצעות:
    
    ערכי עקמומיות ממוצעים לאורך מחזור התנועה המנורמל ומסלולי הגפה העליונה.
14. כימות המעגליות כעקומות ממוצעת מנורמלת מינימלית של מסלולי הגפה העליונה לאורך רצפים שנשארו. ערכים גבוהים יותר מצביעים על מסלולים רציפים יותר דמויי קשת או מעגליים והתאמה גבוהה יותר לתרגום חזותי בקו זרימה מעגלי.
15. חשב חלקות משינוי תאוצה בין פריימים לפריים לאחר סינון באמצעות ציון התאוצה-שונות מנורמל הפוך, שמותאם ל-0–100 לדיווח. ערכים גבוהים יותר מצביעים על תנועה חלקה יותר עם פחות שינויים חדים בתאוצה.
16. כמת סימטריה כאחד פחות הפרש השורש-ממוצע-ריבוע המנורמל בין מסלולי הציון השמאלי והימני לאחר יישור זמן. ערכי סימטריה גבוהים יותר מעידים על דפוסי תנועה דו-צדדיים מאוזנים יותר.
17. חשב את מרכז הגוף כמיקום הממוצע של כתף שמאל, כתף ימין, ירך שמאל וירך ימין לכל פריים. השתמשו במסלול הגוף-מרכז המתקבל כדי להעריך את תרגום הגוף ותכונות שינוי שיווי משקל.
18. חישבו את משרעת היסט של איזון כטווח הנורמליזציה של תזוזה אופקית-מרכז גוף לאורך מחזור התנועה:
     B = מקסימום (x′_center) − מינימום (x′_center)
    ערכים גדולים יותר מצביעים על העברת משקל צדדית או קדמית אחורית גבוהה יותר, בהתאם לתצפית המצלמה.
19. זיהוי שיאי מהירות באמצעות הליך זיהוי שיאים המיושם על פרופיל המהירות החלק עם בליטה מינימלית של 10% ממהירות השיא הספציפית לרצף והפרדה מינימלית של חמישה מסגרות. סקירה ויזואלית של שיאים מזוהים עבור רצפים שסומנו במהלך העיבוד המוקדם.
20. כמתים את יציבות הקצב כאחד פחות מקדם השונות בין מרווחי השיא לאורך מחזור התנועה ושינוי התוצאה ל-0–100 לדיווח. ערכים גבוהים יותר מצביעים על תזמון קבוע יותר בין שלבי התנועה.
21. נרמול כל מאפייני התנועה לפני השילוב באמצעות קנה מידה מינימום-מקס:
     
    נרמל כל תכונה באופן עצמאי כך שאף תכונה בודדת לא תשלוט בגלל סולם המדידה שלה.
22. חשב את ציון התרגום החזותי (VTS) כך:
     VTS = 100 × (_נורמה 0.35C + _נורמה 0.30S + נורמה0.20 R_{+ נורמה} 0.15B)
    כאן, C, S, R ו-B מסמנים עקמומיות, חלקות, יציבות קצב ומשרעת שיווי משקל, בהתאמה. פרש ציונים גבוהים יותר כהתאמה גבוהה יותר לתרגום ויזואלי דינמי מונע על ידי תכונות תנועה ולא כביצועים מעולים של טאי צ'י.
23. בחרו משקלי תכונות באמצעות דיון מומחים בין מדריכי טאי צ'י וחוקרי עיצוב תקשורת חזותית, תוך מתן משקל רב יותר לעקמומיות ולחלקות, שכן תכונות אלו משפיעות ישירות על זרימה נראית לעין והמשכיות. בדוק את דירוגי הניקוד שהתקבלו מול שיפוטי המומחים לגבי התאמת תנועה לראייה לפני הניתוח הסופי.
24. לבצע חילוץ תכונות תנועה בסביבת התכנות באמצעות ספריית ראיית מחשב לטיפול במסגרת, צינור הערכת תנוחות לחילוץ נקודות מפתח, ספריית מחשוב נומרי וספריית ניהול נתונים לעיבוד קואורדינטות, וספריית עיבוד אותות לסינון וניתוח אותות. ארכוב את סקריפטי הניתוח, גרסאות החבילה, וקבצי CSV מיוצאים עם מאגר הנתונים של הפרויקט.
25. יישמו את תהליך התרגום הוויזואלי מבוסס הכללים בפלטפורמת הפיתוח הוויזואלי של TouchDesigner תוך שימוש בתכונות תנועה CSV מנורמלות כקלט פרמטרים ו-Adobe After Effects לקומפוזיציה סופית, בעת הצורך. ייבא כל וקטור תכונת תנועה, מפות תכונות תנועה לפרמטרים ויזואליים מוגדרים מראש, הצג את הפלט הדינמי, וייצא את האב-טיפוס הוויזואלי הסופי להערכת המשתמש.
26. מפים תכונות תנועה מנורמלות ברציפות לפרמטרים ויזואליים ומשתמשים בטווחי ערכים נמוכים (<0.33), בינוניים (0.33–0.66) וגבוהים (>0.66) רק במהלך סקירת העיצוב. לדוגמה, עקמומיות גבוהה יותר מגדילה את רדיוס הקשת וצפיפות קווי הזרימה, יציבות קצב גבוהה יותר מפחיתה אי-סדירות בפולסציה, ומשרעת הזזת איזון גדולה יותר מגבירה את ההזזה במרכז הראייה.
27. יצירת קווי זרימה מעגליים ומסלולי חלקיקים מפרמטר העקמומיות, תזמון פולסיב מיציבות קצב, תנועת מרכז חזותי ממשרעת שיווי משקל, רצף גרדיאנט מתוך חלקות, וחוזק הרכב מראה מסימטריה. שמרו על פלטות צבעים, רקעים וטיפוגרפיה זהות בכל האבות-טיפוס כדי למזער השפעות מבלבלות שאינן קשורות לדינמיקה שמקורם בתנועה.
28. החלו מיפויים חזותיים באופן רציף במהלך יצירת אב-טיפוס כך שהבדלים הדרגתיים במאפייני התנועה יובילו לשינויים פרופורציונליים בהתנהגות החזותית. השתמשו בתוויות קטגוריות רק במהלך סקירת מומחים כדי להקל על דיון בהתאמת תרגום חזותית נמוכה, בינונית וגבוהה.
29. עברו על כללי התרגום עם שני מדריכי טאי צ'י ושני מומחים לעיצוב תקשורת חזותית. העריכו את יישור התנועה לתכונות, פרשנות תרבותית, בהירות ויזואלית וסיכון לעיוות דקורטיבי, ועדכנו את כללי התרגום עד להשגת קונצנזוס.
30. העריך את שימור לוגיקת התנועה המגולמת על ידי קביעת האם כל מיפוי חזותי מייצג במדויק את מאפייני התנועה המיועדים המסוכמו בטבלה 2 והאם סוקרים מומחים שופטים יישור ופרשנות כמקובלים. עדכן מיפויים שנחשבים לקישוטיים, מטעים או לא מייצגים מספיק את תכונות התנועה המקוריות לפני יצירת אב-טיפוס חזותי סופי.

איור 3. תרגום מבוסס חוקים של תכונות תנועת טאי צ'י למשתנים ויזואליים דינמיים. (א) מטריצת תרגום חזותי המקשרת תכונות תנועה שהופקו למשתנים חזותיים מתאימים. (ב) דוגמה לתרגום עקמומיות המסלול לקווי זרימה מעגליים ולמסלולי חלקיקים. (ג) תרגום דוגמה של יציבות קצב לתזמון אנימציה ודפוסי פולסציה. (ד) תרגום דוגמה של משרעת שינוי איזון לתנועת מרכז הראייה וההרכב המשוקלל. (ה) תרגום דוגמה של חלקות וסימטריה לרציפות גרדיאנטית ואיזון קומפוזיציוני. (F) אב-טיפוס ויזואלי דינמי מייצג שנוצר מתכונות תנועה שהופצו. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

6. פיתוח אב-טיפוס והגדרת הערכת משתמשים

1. פיתוח שלושה חומרי תקשורת להשוואה ניסיונית: תנאי גרפיקה סטטיים, תנאי וידאו קונבנציונלי, ותנאי עיצוב ויזואלי דינמי מונע נתוני תנועה שנוצר ממערכת התרגום החזותי (איור 1D). האב-טיפוס הוויזואלי המבוסס על נתוני תנועה שנוצר מוצג באיור 3F.
2. לאחד את שלושת חומרי התקשורת מבחינת משך חשיפה, צפיפות מידע, סדר הצגת תנועה, טיפוגרפיה ופלטת צבעים.
3. גייסו 180 משתתפים זכאים בגילאי 18–35 עם ראייה תקינה או מתוקנת לנורמלית וללא רקע מקצועי בהוראה בטאי צ'י. הקצו את המשתתפים באקראי לשלושת תנאי התקשורת באמצעות יחס הקצאה של 1:1:1 (טבלה 3).
4. בצע את הערכת המשתמש בחדר אינטראקציה ייעודי. הצג את כל חומרי הניסוי על אותו מסך בגודל 24 אינץ' ומקם את המשתתפים במרחק של כ-70 ס"מ מהמסך.
5. שמרו על תאורה עקבית בחדר, רמת קול, מרחק צפייה, רזולוציית מסך ומשך חשיפה לאורך כל תנאי הניסוי.
6. אפשר למשתתפים לעיין בחומר שהוקצה במהלך תקופת חשיפה של 4 דקות. התנהגות סקירה רשומה, התנהגות הפעלה חוזרת, התנהגות גלילה והתנהגות אינטראקציה כאינדיקטורים למעורבות התנהגותית. מסגרת ההערכה המושגית המקשרת בין איכות עיצוב תקשורת נתפסת, הבנה מגולמת, מעורבות אסתטית, תהודה רגשית, כוונת שיתוף וכוונת שימור מוצגת באיור 1E.
7. צור את המצב הגרפי הסטטי כרצף של לוחות ויזואליים סטטיים המציגים את שמונה צורות הטאי צ'י, תוויות קצרות שמשמעות תנועה, ואת אותו טקסט הסבר המשמש בתנאים האחרים. ייצא את הפאנלים ב-1920 × 1080 פיקסלים והצג אותם על אותו מסך במהלך תקופת החשיפה של 4 דקות.
8. צור את מצב הווידאו הקונבנציונלי מאותו חומר מקור טאי צ'י מוקלט, בעריכה לרצף MP4 של 4 דקות 1920 × 1080 פיקסלים, 30 פריימים לשנייה H.264. השתמש רק בקטעי וידאו קונבנציונליים ובתוויות טקסט ללא שכבות ויזואליות מונעות על ידי תכונות תנועה.
9. יצירת תנאי עיצוב ויזואלי דינמי מונחה נתוני תנועה על ידי ייבוא נתוני תנועה מנורמליים לפלטפורמת הפיתוח הוויזואלי, יישום מערכת הכללים המתוארת בשלב 5, וייצוא אב-טיפוס של 4 דקות עם אותו סדר תנועה וטקסט הסבר כמו שני התנאים האחרים.
10. הצג את אותן שמונה צורות טאי צ'י בכל שלושת התנאים: צורת פתיחה, ידיים עננים, כנפיים עם עגור לבן, פיצול רעמת הסוס הפראי, ברך מברשת וצעד סיבוב, קוף דוחה, אחיזת זנב הציפור, וצורת סגירה. כל תנאי כולל את שם התנועה, תיאור קצר של המשמעות המגולמת שלו, ואותו סדר הצגה.
11. תקן את צפיפות המידע על ידי התאמת משך החשיפה, ספירת התנועות, סדר התנועה, מספר התוויות המסבירות, מספר המילים המשוער ושטח המסך המוקדש לכל תנועה. בדוק את כל החומרים לפני הבדיקה כדי לוודא שאף מצב אינו מכיל מידע מושגי חסר מהאחרים.
12. השתמש באותו גופן ללא סריף, היררכיית תוויות, רקע ניטרלי ופלטת דגש כחול-אפור מרוסנת בכל התנאים. שמרו על גודל טקסט, מיקום תוויות וכותרות תנועה עקביות כדי שהבדלים בקבוצה ישקפו את מצב התקשורת ולא את הסגנון הגרפי הלא קשור.
13. גייסו משתתפי הערכת משתמשים דרך רשימות תפוצה באוניברסיטה, הודעות קמפוס וקבוצות משתתפים בקורסי עיצוב. סנן את המתנדבים המעוניינים לפי גיל, מצב ראייה, רקע מקצועי בהוראה בטאי צ'י, ויכולתם להשלים את מושב ההערכה המלא.
14. קבעו מדגם יעד של כ-60 משתתפים לכל מצב כדי לספק כוח סטטיסטי מספק לזיהוי הבדלים בגודל בינוני בין קבוצות ברכישת ידע ובהבנה מגולמת. המדגם הסופי שנבחן כלל 180 משתתפים המפוזרים בשלושת המצבים.
15. יצר את רצף ההקצאה באמצעות אקראיות בלוקים ממוחשבת עם יחס יעד של 1:1:1 בשלושת התנאים. הסתירו את הקצאת המצב עד להשלמת בדיקת הזכאות ומדידות הבסיס.
16. רשם את גיל המשתתף, מין, היכרות קודמת עם טאי צ'י, חשיפה למורשת תרבותית בלתי מוחשית קודמת, רקע עיצובי, מצב ראייה וציון ידע תרבותי לפני המבחן. השתמשו במשתנים אלו כדי להעריך שקילות בסיסית בין קבוצות הניסוי.
17. יש להוציא אנשים עם רקע מקצועי בהוראה בטאי צ'י, לקות ראייה שלא תוקנה, מצבים קוגניטיביים או נוירולוגיים מדווחים על עצמם העלולים להשפיע על ההבנה, השתתפות קודמת בתהליך עיצוב האב-טיפוס, או נתוני סקר או משימה לא שלמים.
18. הצג את החומרים על מסך Dell P2422H בגודל 24 אינץ' ברזולוציה של 1920 × 1080 פיקסלים וקצב רענון של 60 הרץ. שמרו על בהירות והגדרות צבע זהות בכל המפגשים וודאו שאזור הגירוי כולו נראה ממרחק הצפייה של 70 ס"מ.
19. שמרו על תאורה יציבה בתוך הבית לאורך כל מפגשי הערכת המשתמש והימנעו מסנוור ישיר על המסך. לפני כל מפגש, בדוק תאורה עקבית, מינימום רעש רקע והיעדר הסחות דעת ויזואליות.
20. ספק למשתתפים הוראות כתובות ומילוניות סטנדרטיות לפני החשיפה. הודיעו למשתתפים שהם ישלימו הערכות ידע, זיהוי וחוויית משתמש מיד לאחר צפייה בחומר התקשורת שהוקצה.
21. במהלך תקופת החשיפה של 4 דקות, הנחו את המשתתפים ללמוד את שמות התנועה, המשמעויות המגולמות והרמזים הוויזואליים המוצגים בחומר שהוקצה. אל תספק הסברים נוספים במהלך תקופת החשיפה.
22. אפשר למשתתפים לסקור, להשמיע שוב, לגלול או לקיים אינטראקציה רק במסגרת היכולות של המצב שהוקצה: סקירת פאנל סטטי למצב הגרפי הסטטי, שליטה בהפעלה חוזרת למצב הווידאו הקונבנציונלי, ואינטראקציה מקושרת לתכונות לתנאי עיצוב ויזואלי דינמי מונע נתוני תנועה. רשם את כל הפעולות המותרות כאינדיקטורים למעורבות התנהגותית.
23. הקלטת התנהגויות ביקורת, השמעה חוזרת, גלילה ואינטראקציה באמצעות מערכת רישום האירועים של מחשב המצגת. ייצוא יומנים ברמת המשתתף כקבצי CSV המכילים מזהה משתתף, תנאי ניסוי, זמן השהייה, ספירת ביקור/שידורים חוזרים, קליקים על אינטראקציה ובחירת שיתוף וולונטרית.
24. הגדר זמן השהייה כסך זמן הצפייה או האינטראקציה, ספירת סקירה/שידור חוזר כמספר הצפיות החוזרות או פעולות ההשמעה החוזרת, וקליקות אינטראקציה כמספר הבחירות שהמשתתף יזם במהלך החשיפה. רשמו את הבחירה המשתפת מרצון כתוצאה בינארית (כן/לא) לאחר סיום ההערכה.
25. בצע הערכת ידע תרבותית בת 20 נקודות מיד לפני ואחרי החשיפה. חשב את רווח הידע כציון לאחר המבחן פחות ציון קדם המבחן, כאשר ערכים גבוהים יותר מצביעים על למידה קצרה יותר מהחומר התקשורתי שהוקצה לו.
26. מדדו זיהוי תנועה על ידי בקשת מהמשתתפים לזהות כל צורת טאי צ'י מתוך רשימת שמונת התנועות שנבדקו. דירגו תשובות כנכונות או שגויות ומחשבו דיוק זיהוי ברמת המשתתף.
27. מדדו את ההכרה במשמעות תנועה על ידי בקשה מהמשתתפים להתאים כל ייצוג תנועה למשמעות המגולמת המתאימה לו (למשל, מעגליות, עיגון, שינוי איזון או נסיגה ללא אובדן שליטה). הביע ביצועים כאחוז של פריטים תואמים נכון.
28. מדדו הבנה מגולמת באמצעות פריטי שאלון מסוג לייקרט שמעריכים את תפיסת המשתתפים את קצב הגוף, העברת שיווי משקל, זרימת המסלול והיגיון התנועתי. ציוני פריט ממוצעים כך שערכים גבוהים יותר מעידים על הבנה מתגלמת חזקה יותר.
29. למדוד תהודה רגשית, מעורבות אסתטית, אותנטיות תרבותית, כוונת שימור וכוונת שיתוף באמצעות סולמות ליקרט רב-פריטים בני 7 נקודות המותאמים מהמורשת הדיגיטלית וספרות חוויית המשתמש. חשב כל מבנה כממוצע הפריטים השמורים לאחר הערכת אמינות. הערכו את השימושיות הנתפסת באמצעות סולם השימושיות של מערכת (SUS^{) בן} 10 פריטים.
30. מדדו את עומס העבודה הקוגניטיבי באמצעות מדד עומס המשימות של נאס"א (NASA-TLX)¹⁶ לאחר חשיפה לחומר והמירו את הציון לסולם 0–100. ציונים נמוכים יותר מצביעים על עומס עבודה נתפס נמוך יותר במהלך פרשנות חומר התקשורת.
31. העבירו את כל השאלונים באופן אלקטרוני במחשב המצגת מיד לאחר משימות החשיפה והזיהוי. ייצוא תגובות באמצעות מזהי משתתפים אנונימיים.
32. בדוק את תגובות המשתתפים למלאות, מזהים כפולים, ערכים לא סבירים ותוצאות משימות חסרות לפני ניתוח סטטיסטי. החריגו מפגשים לא שלמים ושמרו את המדגם הסופי שנותח שדווח בטבלה 3.
33. אחסן את כל נתוני המשתתפים באמצעות מזהי משתתפים אנונימיים בקבצי מחקר מוגנים בסיסמה הנגישים רק לצוות המחקר. הסר מזהים אישיים לפני ניתוח ושמור רשומות מחקר בהתאם לאתיקה מוסדית ולמדיניות ניהול נתונים.

משתנה	קבוצת הגרפיקה הסטטית (n = 58)	קבוצת וידאו קונבנציונלית (n = 60)	קבוצת עיצוב ויזואלי דינמי (n = 62)	מבחן סטטיסטי	ערך p
גיל (שנים)	23.4 ± 3.8	23.7 ± 4.1	24.0 ± 3.9	אנובה חד-כיוונית	0.71
נקבה, n (%)	33 (56.9)	35 (58.3)	37 (59.7)	מבחן חי-ריבוע	0.95
רקע עיצובי, n (%)	19 (32.8)	21 (35.0)	22 (35.5)	מבחן חי-ריבוע	0.94
היכרות עם פריור טאי צ'י (1–7)	2.8 ± 1.3	2.9 ± 1.4	3.0 ± 1.3	אנובה חד-כיוונית	0.68
חשיפה קודמת למורשת תרבותית בלתי מוחשית (1–7)	3.1 ± 1.4	3.2 ± 1.5	3.3 ± 1.4	אנובה חד-כיוונית	0.74
ציון ידע תרבותי לפני המבחן (0–20)	6.7 ± 2.4	6.9 ± 2.6	6.8 ± 2.5	אנובה חד-כיוונית	0.91
ראייה תקינה או מתוקנת לנורמלית, n (%)	58 (100.0)	60 (100.0)	62 (100.0)	המבחן המדויק של פישר	1
רקע מקצועי בהוראה בטאי צ'י, n (%)	0 (0.0)	0 (0.0)	0 (0.0)	לא רלוונטי	—

טבלה 3: מאפייני משתתפים והקצאת קבוצות ניסוי. מאפיינים דמוגרפיים בסיסיים, היכרות קודמת עם טאי צ'י, חשיפה מוקדמת למורשת תרבותית בלתי מוחשית, וציוני ידע תרבותי לפני המבחן עבור משתתפים שהוקצו לגרפיקה סטטית, וידאו קונבנציונלי ועיצוב ויזואלי דינמי. הנתונים מוצגים כסטיית תקן ממוצעת ± או n (%). בוצעו השוואות סטטיסטיות להערכת שקילות בסיסית בין קבוצות.

תוצאות

מאפייני התנועה של תנועות טאי צ'י נבחרות
בסך הכל הוקלטו 288 רצפי תנועות בטאי צ'י מ-12 מבצעים בשמונה צורות טאי צ'י נבחרות. לאחר החרגת רצפים עם ביצוע לא שלם, הערכות נקודות מפתח חסרות מדי, חסימת מצלמה, מעקב לא יציב אחרי נקודות ציון או ביצועים מופרעים, נשמרו 264 רצפים תקפים לצורך חילוץ תכונות. מספר הרצפים התקפים נע בין 31 ל-34 לכל סוג תנועה (טבלה 4).

<...

דיון

מחקר זה מציג ומעריך פרוטוקול חזק, המבוסס על תכונות תנועה, לתרגום ידע טאי צ'י מגולם לעיצוב חזותי דינמי. המטרה המרכזית של המחקר הייתה לקבוע האם ניתן להפוך תכונות קינמטיות שהופקו אמפירית למשתנים חזותיים ניתנים לפרשנות שמשפרים את התקשורת של משמעות תרבותית מגולמת. הממצאים מראים שתקשורת מורשת תרבותית בלתי מוחשית מבוססת תנועה דורשת הרבה יותר מטיפוח ויזואלי שטחי. על ידי המרה שיטתית של קצב גוף, איזון, מעגליות והעברת משקל לצורות ויזואליות הניתנות לפרשנות תרבותית, פרוטוקול זה שיפר את רכישת הידע, הה...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
Adobe After Effects	Adobe Inc.	Adobe After Effects 2024 (v24.6)	תוכנת גרפיקה תנועתית ואפקטים חזותיים המשמשת עבור קומפוזיציה של אב-טיפוס סופי, במידת הצורך.
Computer Workstation	Dell Technologies	Precision 3660 Tower; Intel Core i7-12700 CPU; NVIDIA GeForce RTX 3060 GPU; 32 GB RAM; 1 TB SSD	תחנת עבודה המשמשת עבור עיבוד נתוני תנועה, חילוץ תכונות, יצירת ויזואליזציה וניתוח סטטיסטי.
Dell 24-inch Monitor	Dell Technologies	P2422H	מסך תצוגה המשמש עבור ניסוי הערכת משתמש מבוקר (1920 × 1080 פיקסלים, 60 הרץ).
Digital Video Camera	Sony Corporation	ILCE-7M4	מצלמות סנכרון חזית ולצד המשמשות ללכידת תנועה (1920 × 1080 פיקסלים, 30 מסגרות/שניה).
MediaPipe Pose	Google LLC	MediaPipe 0.10.14	צינור הערכת תנוחה ללא מרכיבים באמצעות מודל תנוחת גוף מלא עם 33 נקודות ציון (model_complexity = 1, min_detection_confidence = 0.50, min_tracking_confidence = 0.50).
NumPy	NumPy Developers	NumPy 1.26.4	ספריית חישוב מספרי המשמשת לעיבוד קואורדינטות וחישוב תכונות תנועה.
OpenCV	OpenCV Team	OpenCV 4.9.0	ספריית חזון ממוחשב המשמשת לעיבוד וידיאו, חילוץ מסגרות ועיבוד מוקדם.
Operating System	Microsoft	Windows 11 Pro 23H2, 64-bit	מערכת הפעלה המשמשת לעיבוד נתוני תנועה ויצירת ויזואליזציה.
Pandas	Pandas Development Team	Pandas 2.2.2	ספריית ניהול נתונים המשמשת לעיבוד נתונים מובנים וייצוא CSV.
Python	Python Software Foundation	גרסה 3.11	סביבת שפת תכנות המשמשת עבור צינור עיבוד הנתונים.
Randomization Software	Microsoft Corporation	Microsoft Excel עבור Microsoft 365, גרסה 2405	משמשת לייצור רצף רנדומיזציה ממוחשב בלוקים להקצאת משתתפים.
SciPy	SciPy Developers	SciPy 1.13.1	ספריית עיבוד אותות המשמשת לסינון באטרוורת' וניתוח אותות תנועה.
Statistical Analysis Software	IBM Corp.	IBM SPSS Statistics 29.0	משמש עבור ניתוח אמינות, בדיקת השערות, ניתוח מתווך ומודל משוואות מבניות.
Survey Administration Platform	Qualtrics LLC	פלטפורמת האינטרנט של Qualtrics XM (נגישה מאי 2026)	פלטפורמה המשמשת לניהול שאלונים ואיסוף תגובות משתתפים אלקטרונית.
TouchDesigner	Derivative	TouchDesigner 2023.11880	פלטפורמת פיתוח ויזואלי המשמשת לייצר ויזואליזציות דינמיות מונחות תכונות תנועה.
Tripod	Manfrotto	MK055XPRO3	חצובה המשמשת לייצוב מצלמות במהלך לכידת תנועה.
Video Synchronization Software	Custom Python/OpenCV workflow	OpenCV 4.9.0	משמש לסנכרן הקלטות חזית ולצד במהלך עיבוד מוקדם באמצעות אירוע מחיאות כפיים חזותי.