我們處于一個信息表現(xiàn)形式多樣化的時代,多媒體技術(shù)的創(chuàng)新正挑戰(zhàn)著我們傳統(tǒng)的信息傳播方式。體育領(lǐng)域也需要新技術(shù)的滲入,如何利用多媒體技術(shù)輔助傳統(tǒng)體育教學(xué)和訓(xùn)練,是眾多體育組織和單位面臨的共同問題。而這個問題的解決又依賴兩方面的技術(shù):一是對體育的專業(yè)技術(shù)要求,特別是對技術(shù)動作的表現(xiàn)方式和教學(xué)方法的運用;二是能將技術(shù)動作進行數(shù)字化處理,并能通過多種平臺進行展示。因此,尋求一個合理可靠的體育多媒體展示解決方案是目前體育領(lǐng)域的熱點與重點。
一、為什么要選擇太極拳?
體育運動項目數(shù)量龐大,我們目前還沒有能力將所有的體育項目技術(shù)動作進行數(shù)字化處理。鑒于以下原因,我們選擇太極拳作為本課題的研究對象。
(1)太極拳是我國民族傳統(tǒng)文化重要的組成部分,由于其起源和發(fā)展中融入了中國的文化內(nèi)涵和哲學(xué)思想,成為*能體現(xiàn)中國傳統(tǒng)思想文化的拳術(shù)。太極拳在國內(nèi)有著廣泛的群眾基礎(chǔ),伴隨中國改革開放的不斷推進,太極拳在國外也已不斷推廣和普及,深受國內(nèi)外武術(shù)愛好者的喜愛。
(2)太極拳運動對環(huán)境的要求不高,在面積不大的空間即可完成整套動作,這為數(shù)字化采集工作帶來了極大的便利,同時由于技術(shù)動作的特點是"剛?cè)嵯酀炻嚅g",也將大大提高動作捕捉的精度和準(zhǔn)確度。
(3)科技的發(fā)展改變了人們認識事物的傳統(tǒng)方式,人們更希望愉快地學(xué)習(xí),動作捕捉技術(shù)的成熟與應(yīng)用,使人們與計算機的交互有了新的選擇,傳統(tǒng)的教授和學(xué)習(xí)太極拳的方式已很難再滿足人們的需求。
我們處于一個信息表現(xiàn)形式多樣化的時代,多媒體技術(shù)的創(chuàng)新正挑戰(zhàn)著我們傳統(tǒng)的信息傳播方式。體育領(lǐng)域也需要新技術(shù)的滲入,如何利用多媒體技術(shù)輔助傳統(tǒng)體育教學(xué)和訓(xùn)練,是眾多體育組織和單位面臨的共同問題。而這個問題的解決又依賴兩方面的技術(shù):一是對體育的專業(yè)技術(shù)要求,特別是對技術(shù)動作的表現(xiàn)方式和教學(xué)方法的運用;二是能將技術(shù)動作進行數(shù)字化處理,并能通過多種平臺進行展示。因此,尋求一個合理可靠的體育多媒體展示解決方案是目前體育領(lǐng)域的熱點與重點。
一、為什么要選擇太極拳?
體育運動項目數(shù)量龐大,我們目前還沒有能力將所有的體育項目技術(shù)動作進行數(shù)字化處理。鑒于以下原因,我們選擇太極拳作為本課題的研究對象。
(1)太極拳是我國民族傳統(tǒng)文化重要的組成部分,由于其起源和發(fā)展中融入了中國的文化內(nèi)涵和哲學(xué)思想,成為最能體現(xiàn)中國傳統(tǒng)思想文化的拳術(shù)。太極拳在國內(nèi)有著廣泛的群眾基礎(chǔ),伴隨中國改革開放的不斷推進,太極拳在國外也已不斷推廣和普及,深受國內(nèi)外武術(shù)愛好者的喜愛。
(2)太極拳運動對環(huán)境的要求不高,在面積不大的空間即可完成整套動作,這為數(shù)字化采集工作帶來了極大的便利,同時由于技術(shù)動作的特點是“剛?cè)嵯酀,快慢相間”,也將大大提高動作捕捉的精度和準(zhǔn)確度。
(3)科技的發(fā)展改變了人們認識事物的傳統(tǒng)方式,人們更希望愉快地學(xué)習(xí),動作捕捉技術(shù)的成熟與應(yīng)用,使人們與計算機的交互有了新的選擇,傳統(tǒng)的教授和學(xué)習(xí)太極拳的方式已很難再滿足人們的需求。
二、本書有什么內(nèi)容?
本書試圖介紹新的交互技術(shù)和方法,為體育技術(shù)動作的學(xué)習(xí)和研究提出新的思路和解決方案。全書共分5章。第一章是對太極拳的起源及發(fā)展的介紹,旨在說明太極拳數(shù)字化保護是目前太極拳發(fā)展的必然趨勢;第二章是對人體模型建模技術(shù)、骨骼綁定技術(shù)和運動控制方法進行理論介紹,使讀者對人體運動仿真技術(shù)的研究內(nèi)容和方向有所認識;第三章是在經(jīng)過大量文獻資料查閱的基礎(chǔ)上,綜合各方觀點對太極拳技術(shù)動作從影響關(guān)節(jié)和生物力學(xué)兩個方面進行動作分析;第四章是對本研究成果之一的軟件平臺所需開發(fā)技術(shù)進行介紹,包括展示平臺所需的主要開發(fā)引擎Unitv3D、人體模型的搭建以及蒙皮綁定工具3dsMax和人機互動所需的Kinect設(shè)備及其開發(fā)技術(shù)等方面的介紹;第五章是對本課題設(shè)計平臺的創(chuàng)建過程,以及模型創(chuàng)建和太極拳數(shù)字化采集過程進行詳細說明,并將本平臺核心程序代碼進行了說明。
三、致謝
本書的研究工作得到了武漢體育學(xué)院青年教師科研基金的資助。在此筆者要感謝同仁們的幫助和支持;感謝中國地質(zhì)大學(xué)出版社為本書出版付出的辛勤勞動。書中有部分內(nèi)容參考了有關(guān)單位或個人的研究成果,均已在參考文獻中列出,在此一并致謝。
由于本書追求的目標(biāo)是介紹當(dāng)前較新的技術(shù)和方法,這給撰寫本書增加了難度,鑒于筆者水平有限,雖幾經(jīng)改稿,書中錯誤和不足之處在所難免,歡迎廣大讀者不吝賜教。
周彤,男,1977年生,湖北武漢人,碩士研究生,武漢體育學(xué)院副教授,中國體育科學(xué)學(xué)會會員。主要從事多媒體技術(shù)在體育領(lǐng)域中的應(yīng)用研究,主編教材1部,主持省部級課題2項,廳局級課題3項,在各級學(xué)術(shù)刊物公開發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。
第一章 太極拳教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
第一節(jié) 太極拳運動發(fā)展簡史
第二節(jié) 太極拳運動特點
第三節(jié) 太極拳的發(fā)展瓶頸
第四節(jié) 展望未來
第二章 人體運動仿真技術(shù)現(xiàn)狀
第一節(jié) 人體運動仿真的應(yīng)用領(lǐng)域
第二節(jié) 計算機模擬人體運動的關(guān)鍵技術(shù)
一、人體模型構(gòu)建技術(shù)
二、骨骼與皮膚綁定技術(shù)
三、運動控制方法
四、運動捕捉技術(shù)
第三章 太極拳動作分析
第一節(jié) 受影響關(guān)節(jié)分析
一、太極拳的基本動作
二、以二十四式太極拳作為代表性的研究對象
三、二十四式太極拳動作中各主要關(guān)節(jié)部位的活躍情況
第二節(jié) 生物力學(xué)角度分析
第四章 開發(fā)平臺應(yīng)用技術(shù)介紹
第一節(jié) Unity3D
第二節(jié) 3ds Max建模技術(shù)
一、基礎(chǔ)建模
二、高級建模
第三節(jié) Kinect開發(fā)技術(shù)
一、Kinect設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)
二、Kinect for Windows SDK簡介
三、Kinect骨骼追蹤技術(shù)
第五章 平臺設(shè)計與實現(xiàn)
第一節(jié) 平臺設(shè)計
一、設(shè)計思想
二、設(shè)計目標(biāo)與原則
三、系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
四、技術(shù)路線
五、接口設(shè)計
第二節(jié) 平臺實現(xiàn)
一、專業(yè)太極拳運動數(shù)據(jù)的采集
二、人體模型的建立
三、腳本編寫
四、太極拳學(xué)習(xí)-反饋功能模塊實現(xiàn)
參考文獻