การเคลื่อนไหวของมนุษย์หรือการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆนั้นมีรูปแบบที่ซับซ้อน และเป็นไปอย่างรวดเร็ว การสังเกตการณ์เคลื่อนไหวของมนุษย์หรือการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วยตา จะทำให้ไม่สามารถเก็บรายละเอียดเกี่ยวกับลักษณะของการเคลื่อนไหวหรือการเคลื่อนที่นั้นได้ครบถ้วน การนำกล้องวีดิโอมาบันทึกภาพการเคลื่อนไหวของร่างกายหรือการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆนั้น จะช่วยให้สามารถนำภาพวีดิโอที่บันทึกได้มาศึกษาและวิเคราะห์การเคลื่อนไหวอย่างละเอียดในภายหลังได้ อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้จากภาพสัญญาณวีดิโอนั้นมีลักษณะเพียง 2 มิติ กล่าวคือ ภาพจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งหรือการเคลื่อนที่ของวัตถุในภาพเฉพาะแกนนอน (ด้านซ้าย-ขวา) และแกนตั้ง (ด้านบน-ล่าง) เท่านั้น แต่ไม่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับแกนหน้า-หลังหรือความตื้นลึกของวัตถุที่อยู่ในภาพได้ ในขณะที่การเคลื่อนที่ส่วนใหญ่นั้นเป็น 3 มิติ หรือมีการเคลื่อนที่ทั้ง 3 แกน รวมทั้งขนาดของร่างกายหรือวัตถุที่บันทึกได้นั้นก็ไม่ใช่ขนาดจริงแต่เป็นเพียงขนาดที่อยู่ในภาพ จึงทำให้ไม่ได้ข้อมูลจริงเกี่ยวกับขนาดและระยะทางที่ร่างกายหรือวัตถุเคลื่อนที่ไปได้ ผู้วิจัยจึงได้สร้างและพัฒนาโปรแกรมวิเคราะห์การเคลื่อนไหว 3 มิติขึ้น เพื่อให้สามารถนำภาพวีดิโอของร่างกายหรือวัตถุที่อยู่ในพิกัดภาพแบบ 2 มิติ มาคำนวณหาตำแหน่งของร่างกายหรือวัตถุในพิกัดโลกแบบ 3 มิติ รวมทั้งทำการแปลงขนาดในภาพให้มีขนาดเท่าของจริง ซึ่งการทำงานของโปรแกรมมีกระบวนการสำคัญดังนี้

                1) กระบวนการเทียบมาตรฐานกล้องถ่ายภาพ เพื่อคำนวณหาตัวแปรที่ใช้สำหรับการแปลงขนาดและตำแหน่งของร่างกายหรือวัตถุในภาพที่บันทึกได้จากกล้องวีดิโอ ให้เป็นขนาดและตำแหน่งจริงของร่างกายหรือวัตถุตามพิกัดโลกที่เป็นแบบ 3 มิติ ในขั้นตอนนี้ผู้ใช้งานจะต้องเรียกภาพวีดิโอของวัตถุอ้างอิงมาให้โปรแกรมทำการเทียบมาตรฐานกล้องถ่ายภาพ

ภาพที่ 1 ภาพวัตถุอ้างอิงที่ใช้สำหรับการเทียบมาตรฐานกล้องถ่ายภาพ

                2) กระบวนการกำหนดตำแหน่งที่สนใจวิเคราะห์การเคลื่อนไหว ในขั้นตอนนี้ผู้ใช้งานจะต้องระบุ (Click) ลงบนภาพว่าตำแหน่งใดบนร่างกายนักกีฬาหรือบนวัตถุ ที่ผู้ใช้งานสนใจจะวิเคราะห์การเคลื่อนไหว

ภาพที่ 2 หลังจากกำหนดจุดที่สนใจวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของนักกีฬาลงบนภาพแล้ว โปรแกรมจะแสดงข้อมูลพิกัดภาพแบบ 2 มิติ ของแต่ละจุดที่สนใจ ในตาราง

               3) กระบวนการลดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากผู้ใช้งาน ซึ่งในขั้นตอนการกำหนดจุดที่สนใจในภาพนั้น ถ้าผู้ใช้งานกำหนดจุดที่สนใจไม่แม่นยำ จะทำให้ตำแหน่งของจุดที่สนใจในแต่ละภาพมีความคลาดเคลื่อนและไม่คงที่ ดังนั้นโปรแกรมนี้ได้ถูกพัฒนาให้สามารถลดความคลาดเคลื่อนนี้ได้ พร้อมทั้งแสดงกราฟของข้อมูลทั้งก่อนและหลังทำการลดความคลาดเคลื่อน เพื่อให้เปรียบเทียบกัน

ภาพที่ 3 หน้าต่างของโปรแกรมในส่วนของกระบวนการลดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากผู้ใช้งาน

               4) กระบวนการประมวลผลและวิเคราะห์ผลแบบ 3 มิติ  ขั้นตอนนี้โปรแกรมจะทำการคำนวณหาตำแหน่งของร่างกายหรือวัตถุในพิกัดโลกแบบ 3 มิติ รวมทั้งคำนวณหาความเร็ว และความเร่งของการเคลื่อนที่ด้วย

ภาพที่ 4 ผลที่ได้จากกระบวนการประมวลผลและวิเคราะห์ผลแบบ 3 มิติ

              5) กระบวนการรายงานผล ประกอบไปด้วยการรายงานลักษณะการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นจริงและการรายงานผลด้วยกราฟ

              การรายงานลักษณะการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นจริงนั้น โปรแกรมจะสร้างภาพเคลื่อนไหวของโครงร่างร่างกาย (Stick figure) ในพิกัดโลกแบบ 3 มิติ โดยผู้ใช้งานสามารถหมุนภาพให้มีมุมมองทั้ง 360 องศาได้ เพื่อให้ผู้ใช้งานเกิดความเข้าใจว่าการเคลื่อนไหวของร่างกายนั้นมีลักษณะอย่างไร ทั้งนี้ผู้ใช้งานสามารถเลือกให้โปรแกรมแสดงภาพการเคลื่อนไหวทีละภาพตามลำดับเวลาที่บันทึกภาพ หรือ เลือกให้โปรแกรมเลื่อนภาพตามลำดับเองโดยที่มีภาพก่อนหน้านั้นปรากฏอยู่ทุกภาพ

ภาพที่ 5 หน้าต่างของโปรแกรมในส่วนของกระบวนการสร้างภาพ 3 มิติ และผู้ใช้เลื่อนภาพทีละภาพเอง

ภาพที่ 6 โปรแกรมเลื่อนภาพตามลำดับภาพที่ได้บันทึกไว้โดยที่มีภาพเดิมทุกภาพปรากฏอยู่ เพื่อให้ผู้ใช้งานทราบลำดับการเคลื่อนไหวของร่างกายทั้งหมด

ภาพที่ 7 ผลที่ได้จากการหมุนภาพในมุมมองที่แตกต่างกัน

                   การรายงานผลด้วยกราฟนั้น โปรแกรมจะแสดงกราฟของตำแหน่ง (Position)  ความเร็ว (Velocity) หรือความเร่ง (Acceleration) ทั้ง 3 มิติ

ภาพที่ 8 โปรแกรมแสดงผลการวิเคราะห์ในรูปของกราฟ

ผลการวิจัย

                โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ได้พัฒนานี้ประสบความสำเร็จในการคำนวณหาพิกัดโลกทั้ง 3 มิติ ของวัตถุที่สนใจได้ โดยมีความถูกต้องในการคำนวณมากกว่า 98 เปอร์เซ็นต์ หรือมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งถือว่ามีความคลาดเคลื่อนในการคำนวณ (Error) ที่ต่ำมาก ทั้งนี้ค่าความถูกต้องแม่นยำในการคำนวณหาพิกัด 3 มิติ ของวัตถุ ยังขึ้นอยู่กับคุณภาพของกล้องวีดิโอด้วย กล่าวคือ ถ้าภาพวีดิโอที่บันทึกได้มีความคมชัดดี จะทำให้ความคลาดเคลื่อนในการคำนวณลดลงอีก