虚拟现实升级为一门艺术不仅从理论上也从艺术上升华了人们对其的认识[1][2]。随着科技的发展，人体仿真模型也有了很大的提升，其能够为用户提供便利实用的交互界面[3]，有力的改变了交互的面貌。生物力学模型的使用更是这几年的热点[4]，有望在未来确定革命性发展。

在动作仿真方面，利用基于JACK的模拟抓握过程的方法，实现了方便、准确地仿真抓握以及伸开的过程[5]。参数化关健帧技术的使用使得人体的行走更加真切、自然，加强了人体运动仿真的真实感[6]。

现代人机工程学将人—机—环境系统三者看作一个整体，经过与计算机网络技术的结合向信息化、网络化、智能化方面进行应用[7]。特别是将人机工效学与虚拟现实结合，对虚拟人的运动特征进行动态提取，然后将数据导入到JACK软件中，利用软件自带的功能实现自动评价，降低了个人因素造成的误差，实现了飞跃[8]。利用计算机辅助人机工程学能够根据人机工效学进行方案设计的评估，确定其优劣，优化设计布局，能够有效的使作业人员达到最佳状态，同时减少可能的灾害行为，使人体工作起来更高效更有活力[9]。

1.2  研究结果和结论

由于人体运动中肌肉的疲劳度以及肌肉各个状态的持续时间是不可测量的，而肌肉的持续能量输出在上肢运动以及相关的数据分析中是至关重要的一环，通过考虑在现实世界中影响肌肉运动的相关因素可以量化其评价得分，进而利用人机工效学方法进行评价，获得我们需要的结果。

2  上肢运动分析

人体上肢是一个立体的结构，从整体和局部考虑其生理结构能够在虚拟世界更好的模拟和仿真。考虑到人体在运动时，需要考虑到人体的骨骼构成还有关节构成，只有掌握这些结构才能进行模拟。本文主要从结构和运动方面进行考虑和调查。

2.1  人体上肢生理结构

人体上肢是一个复杂的结构，通过各个关节的协作还有人体肌肉等辅助，同时在人大脑的指导下，经过各个上下肢的组合能够进行各种各样的运动。了解其详细结构能够更好的进行模拟。

2.1.1  人体结构

人体主要由关节支撑和组成人体结构[10]。关节由结缔组织连接构成。根据各个组织之间相关联的不同和人体在活动时各个关节的运动特征,人体的关节可以分为不动关节、动关节、半关节。其中能绕关节运动轴运动的人体的结构被称为环节，环节纵轴作为标准线，贯串环节截面中心。构成关节的两环节(两骨)之间的夹角称为关节角，其角度范围根据位置有所不同，可能有的在零度到九十度，有的在零度到一百八十度。根据人体在被解剖时相应的姿势可以确定其角度。有的是前夹角、有的是屈角、有的是申角、有的是后倾角，这些要根据具体情况进行分析。

人体上肢骨是由上肢带骨和自由上肢骨组成[11]。其具有四个关节，分别是肩关节、肘关节、腕关节、手关节。肩关节的运动形式多种多样，可以屈、伸，也可以绕自身纵轴旋内、旋外，不过伸屈的轴向有多种。肘关节像肩关节一样，也可以屈、伸、旋内、旋外，当然其相应原点位置是不同的。腕关节与他们的不同之处是可以绕矢状轴外展、内收。手关节也像腕关节一样。

2.1.2  人体的运动

人体运动时是以转动的方法，在三维空间中进行，且其以关节轴为原点。由于转轴种类的不同，还有转动方向的不同,其运动方式可以分为四种:即屈伸、环转、内收外展和回旋，回旋包括旋外旋内。其中根据向前运动还是向后运动分为是屈或者伸，回旋指肢体在水平面内,绕其身的垂直轴旋转。