Visual 3D是一款专业的三维生物力学分析软件,广泛应用于运动科学、临床医学、工程设计和体育训练等领域。其核心功能是通过整合多源数据(如运动捕捉、测力台、肌电信号等)进行人体或物体的三维运动学与动力学建模分析,并支持复杂数据的可视化与报告生成。
一、核心功能与建模能力
多源数据集成与分析
Visual 3D支持同步处理来自动作捕捉系统(如Qualisys、OptiTrack)、测力台、表面肌电(EMG)设备、眼动仪等的数据,兼容主流格式如C3D、ASCII、MVNX等。通过集成三维运动学、动力学及生理信号,实现多维度的生物力学分析。
六自由度(6DOF)建模
软件提供每个关节的六自由度分析(平移与旋转),能够精确模拟复杂运动,如人体步态、动物行为或机械运动,并支持自定义生物力学模型构建。
自动化分析与报告生成
内置预置分析流程(Pipeline),可自动计算关节角度、力矩、肌肉激活度等指标,并生成图表、3D动画及标准化报告,显著提升数据处理效率。
二、技术优势与创新点
高精度追踪与实时反馈
结合光学捕捉技术,实现亚毫米级精度运动追踪,支持实时数据可视化与动态图表绘制,便于即时调整实验方案。
灵活的数据处理与扩展性
用户可通过自定义公式扩展分析功能,并导出数据至MATLAB、LabVIEW等平台进行进一步的数据挖掘处理。
三、应用场景
临床医学与康复
用于步态异常分析(如脑瘫患者)、骨科手术效果评估及康复治疗策略制定,支持通过地面反作用力、关节力矩等参数量化运动功能110。
运动科学训练与优化
在竞技体育中,帮助运动员优化动作技术(如游泳出发、自行车骑行姿态),预防运动损伤。
工业设计与人体工程学
分析机械外骨骼或人机交互设备的生物力学性能,优化产品设计以减少人体负荷。
四、技术生态与兼容性
硬件兼容性:支持Qualisys、OptiTrack、Xsens等主流动作捕捉系统,以及Kistler测力台、Delsys肌电设备。
软件协同:与Qualisys Track Manager(QTM)无缝集成,实现数据采集到分析的闭环;数据可导出至Visual3D、MATLAB等工具进行二次开发。
跨平台支持:运行于Windows系统,推荐配置为多核处理器及高性能显卡以保障实时渲染效率。
五、行业认可与对比优势
Visual 3D凭借其高精度、易用性和灵活性,成为科研机构与职业运动队的首选工具。与OpenSim等开源软件相比,其优势在于界面友好、自动化程度高;与AnyBody相比,更擅长快速分析与多设备集成分析。