ＳｈｏｃｋＷａｖｅ ３ｄ－新一代技術動作展示媒體淺析

摘 要：本文運用文獻資料法依據能否實現與用戶之間的實時三維交互為標準，將技術動作展示媒體分為二維技術動作展示媒體和三維技術動作展示媒體。研究指出shock—wave3d可以實現三堆交互，而且制作容易，文件容量小，是較理想的三維技術動作展示媒體，并對shockwave3d，以及教學用shockwave3d媒體素材的制作過程作了簡單的介紹。

關鍵詞：多媒體；shockwave 3d；三維艾互；二維技術動作展示媒體；三維技術動作展示媒體

中圖分類號：G80 文章編號：1009－783X(2007)06－0126－03 文獻標識碼：A

作者簡介：賀昆(1981－)，男，助教，碩士，研究方向為田徑教學與訓練。

媒體的概念是：“媒體也稱為媒質或媒介，它是表示和傳播信息的載體。”技術動作展示媒體，顧名思義就是用來展示技術動作的媒體，隨著社會的進步和科技的發展，以及體育工作者的不斷探索，技術動作展示媒體不斷豐富和發展起來。由早期的手繪圖片到由照相機和攝影機拍攝的技術圖片和影片，再到通過圖像解析制成的各種形式的技術圖片和影片；由用flash等軟件制成的二維模擬動畫到用maya、3damax、poser等制成的三維模擬動畫。從上述內容不難看出用于展示技術動作的媒體大體上說只有三種：圖片(Graphics)、影片(Video)、動畫(Animation)。只是制作這三種媒體的方法以及媒體的展示效果不同，可見技術動作展示媒體在不斷地朝清晰、精確、立體的方向發展，但是隨著以上發展的不斷深入，卻與當今另外兩大趨勢相矛盾，首先是與網絡化教學發展的矛盾。網絡化教學要求媒體素材朝小型化發展，便于網絡傳輸，而清晰、精確、立體化發展必然使媒體素材變大。其次是與建構主義理論要求進一步加強多媒體課件交互性的矛盾。由于圖片、影片、動畫這三種媒體本身無法突破二維空間限制，運用多媒體創作軟件添加交互作用時也會因此只能創造二維空間的交互作用，無法實現三維交互(關于三維交互的概念將在第二部分中詳細論述)。為了解決這兩個矛盾，我們需要一種新的技術動作展示媒體，它既能較清晰，精確，立體地展示技術動作，又要占用較小的儲存空間，而且可以實現三維空間內的交互。筆者通過制作背向滑步推鉛球的shockwave 3d展示，發現shockwave 3d作為技術動作展示媒體較好的解決了上述矛盾。

在此之前筆者查閱了大量的文獻資料，發現shockwave3d技術已經較成功地應用于化學，的多媒體教學中，在體育研究領域還未有相關論述，筆者希望通過本篇文章的闡述，引起廣大體育工作者的注意，并了解這一技術動作展示媒體，為今后進一步的開發該技術在體育中的應用做個鋪墊。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

各種技術動作展示媒體，包括：圖片(Graphics)、影片(Video)和動畫(Animation)和shockwave 3d，virtools文件等。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

主要通過檢索中國期刊網，萬方數據庫，以及相關軟件的英文幫助文件來了解各種媒體的特性，

1.2.2 比較法

本文主要將三維技術動作展示媒體和二維技術動作展示媒體各方面特性進行了比較，闡述了它們在展示技術動作時的優劣。

2 研究結果和分析

2.1 二維技術動作展示媒體概述

因為ahockwave 2d是一種新一代的三維技術動作展示媒體在介紹它之前我們有必要對二維技術動作展示媒體進行界定，這樣有助于理解。

2.1.1 二維技術動作展示媒體的概念和特征所謂二維技術動作展示媒體就是只能在二維平面內展示技術動作的媒體，它主要包括圖片(Graphics)、影片(Vide－o)和動畫(Animation)三類。它的主要特征是：在用二維技術動作展示媒體展示技術動作時，如果時間變量一定(保持動畫或影片的特定幀不變)，那么在同一展示窗口內用戶只能從一個角度觀察技術動作，無法實現實時的三維交互。

2.1.2 二維技術動作展示媒體的種類

(1)圖片(Graphics)

技術動作圖片通常由體育工作者手工繪制、用照相機拍攝、或是從技術動作影片上截取得來的，只能靜態地展示技術動作的某一時相，通常用于展示關鍵技術動作時相。

(2)影片(Video)和動畫(Animation)

技術動作影片最初通常是由體育工作者用攝影機拍攝或通過專門軟件制作得來的，更多的是經專門軟件編輯得來的，技術動作影片制作軟件有maya、3ds max和poser等。它們不需要原始影片，而是在為建好的三維運動員模型設置好動畫之后，通過渲染輸出為所需的影片格式(.Avi、mov等)；常用的技術動作影片編輯軟件有豪杰解霸、prem，mre、繪聲繪影等，另外還有專業性較強的圖像解析軟件。它們需要，原始影片進行編輯，通常都是用來截取動作影片。但圖像解析軟件不僅能截取技術動作影片而且可以實現運動學參數的計算“運動軌跡的識別，視頻文件的仿真圖像、圖表和曲線的同步顯示……”等功能。多用于分析評定高水平運動員。

技術動作動畫在某種意義上說與技術動作影片在本質上是一致的，因為，首先動畫的播放也是以每秒播放多少幅畫面(幀／秒，fps)進行的。其次，許多動畫都是以常見的影片格式(Avi，mov等)播放的。它可以分為二維技術動作動畫和三維技術動作動畫。二維技術動作動畫是由二維動畫軟件(如Flash)繪制而成；三維技術動作動畫通常是由三維動畫軟件(如maya，3ds max，poser等)制作而成。相對于技術動作影片，動畫可以由制作者根據運動生物力學原理，以及通過參考多個優秀運動員的技術參數抽象出一個一般的技術動作模型，然后根據這個模型制作出來。它更具有普遍性，因此更適合教學。

3 三維技術動作展示媒體概述

三維技術展示媒體指的是可以在三維空間內展示技術動作的媒體，它的主要特征是能實現實時三維交互，即在時間變量一定的條件下，用戶可以在同一窗口內通過拖動鼠標或是鍵盤輸入來控制三維模型展示的角度，位置和大小。能否實現實時三維交互是三維技術展示媒體較二維技術動作展示媒體最核心的優勢，也是區別二維技術動作展示媒體和三維技術動作展示媒體的重要標準，當今較常見的三維技術動作展示媒體有shockwave 3d、virtools等一些虛擬實景軟件開發的程序文件。而Virtools主要用于三維游戲開發，學習難度大。Shockwave 3d較易制作，而且可以完美地嵌入多媒體課件中，下面我們只對shoekwave 3d以及其制作過程進行介紹。

4 Shockwave 3d簡介

Shockwave 3d是Maeromedia公司開發的多媒體制作軟件director中的一種“cast”成員，與其它的如文本、音頻、視頻等“cast”成員不同，它包含了完整的3d世界，這里的3d世界包括一系列的3d對象如三維模型，攝影機，燈光等。Shoekwave 3d成員中的三維模型可以由兩種方法建立：一是director內置的Lingo語言進行建立一些簡單的三維模型如立方體、球體，圓柱等；二是用其它3D軟件如3dmax、maya等建立復雜的三維模型(可對各模型設置動畫)并輸出成shock—wave3d(x.W3D)格式的文件導入director中，shockwave 3d中的3d對象如三維模型、攝影機等可以通過對工具中的library Palette(動作行為庫)中3D類Action(行為)和triggers(觸發器)如單擊鼠標、按下鍵盤等觸發事件相配合進行設置最終實現對3d世界(包括三維動畫)控制和交互。

5 Shockwave 3d媒體素材的制作過程簡介

制作過程包括：收集運動員解剖學和運動學的各項參數的平均值；按照收集的解剖學各參數平均值在三維制作軟件中創建三維運動員模型；按照收集的運動學參數平均值，在三維制作軟件中為三維運動員模型設置動畫；將三維動畫導出為shockwave 3d格式文件；將shockwave 2d文件導人到director多媒體制作軟件，在director中為shockwave 3d加入三維互動命令；在director中將shockwave 3d打包進行發布六個部分。

因為制作的技術動作shockwave 3d是用于教學，對象是體育院系的學生，所以我們用一定數量，級別相同或水平接近的優秀運動員的解剖學和運動學參數平均值來建模和設置動畫，以保證shockwave 3d有一定的代表性和普遍性，完全可以滿足教學要求。

6 Shockwave 3d在技術動作展示方面的優勢和不足

Shockwave 3d最大的優勢就是輕松解決了單屏任意多角度展示技術動作的難題，在此之前，體育工作者一直在探索多角度展示技術動作的途徑。其中周瑤在《跨欄運動多媒體CAI課件的制作及應用》一文提到的用3dmax從不同的角度對模型進行渲染，可以實現多角度同時展示，但由于渲染時間的限制只能渲染有限幾個角度，類似效果(如圖1)；李愛東等在《視頻圖像技術的發展及在田徑項目訓練中的應用》時指出多角度視頻圖像分屏比較，需用多臺攝影機同時拍攝才能實現，也就是說需要幾個角度的視頻圖像就得有幾臺攝影機于之相對應，因此也只限于有限幾個角度(如圖2)，可見以上的技術只能實現有限幾個角度、并且是分屏式的同時展示。而shockwave 3d則輕松實現了單屏多角度展示技術動作(如圖3)。

另外它還有一個較大的優勢，就是它所占用的空間非常小，上圖的shockwave 3d文件只有936K，而三維動畫和視頻分屏展示，僅一個角度相同內容的影片文件就超過了shockwave 3d，三維動畫一個角度相同長度內容的影片大小為4.27MB；一個角度相同內容的視頻技術影片大小為1.2MB左右，后兩種展示方式文件占用的空間會隨需要觀察角度增多而倍增。而shockwave3d本身就可以進行三維交互，無需分屏展示，就可以觀察任意角度，當然它也有不足之處，最主要的是shockwave 3d的制作相對于制作圖片、影片要難得多，也要復雜的多，特別是三維動畫的制作，不過這個主要缺點是有方法解決的，可以通過使用三維掃描儀結合運動捕獲技術(光學感應技術、電磁感應技術等)解決，不過相應儀器要花費不菲的價錢。

7 Shockwave 3d的應用

7.1 應用于技術動作教學課件

Shoekwave 3d本身是多媒體制作軟件director中的一種“cast”成員，能完美地導入到director中進行編輯，它也可以在打包到shockwave player之后，通過超級鏈接的方式連接到其它的多媒體制作軟件(如：Authorware、powerpomt等)制作的課件中去。

7.2 應用于網絡教學

將shockwave 3d的技術展示發布成shockwave(.der)的格式，放置到網頁中后。使用者的瀏覽器只要安裝了shock—wave player，就可以直接在瀏覽器中觀賞shoekwave 3d的技術電影了。一般情況下，在網頁中觀看時，系統會自動提示要不要運行或安裝shockwave player，如果沒有安裝系統會在詢問之后從macromedia公司的網站上自動下載一個shockwave player，另外，在發布之前還可以通過調整圖片壓縮率來調整文件的大小，它還支持“最新的串流技術!用戶不需要下載完全部的電影就能夠欣賞，因為文件的下載動作會在使用者欣賞影片的同時進行……，”因此，shock—wave 3d非常有利于實現高互動性的網絡教學。

7.3 應用于電子書籍將

shockwave 3d打包到shockwave player之后，可以通過超鏈接與電子書籍相連，強交互性，占用空間小的shock—wave 3d媒體素材完全可以取代二維的技術動作展示影片成為電子書籍展示技術動作的首選。

8 結語

Shockwave 3d作為技術動作展示媒體，實現了三維交互既滿足了建構主義對進一步增強媒體交互性的需要，同時也符合了當今webad發展的潮流，另外較小的文件容量以及最新的串流技術方便了網絡傳輸，還有其逼真、精確的展示效果相信隨著技術的不斷完善shockwave 3d作為新一代的三維技術展示媒體將會在不久的將來最終取代二維的技術動作展示媒體，成為教學和訓練的首選展示媒體。