三維動畫在武術(shù)套路教學(xué)中的應(yīng)用研究

劉林利

武漢體育學(xué)院，湖北 十堰 442714

三維動畫最明顯的特點(diǎn)是它清楚的三維效果，直觀全面地展現(xiàn)了一系列的招數(shù)，和以往的直觀世界作比較，計算機(jī)中的三維設(shè)計更加有特色，能夠直接展示其精準(zhǔn)的招數(shù)，也能夠通過量化的方法來畫出其三維的點(diǎn)和軌跡，能夠模擬現(xiàn)實或者是理想的難招數(shù)，有著其它媒體所無法比擬的優(yōu)越性。[1]

1 武術(shù)套路和三維動畫組合

1.1 武術(shù)套路和三維動畫在微觀上的契合

三維動畫是通過對人的形體參數(shù)進(jìn)行收集，并且作出進(jìn)一步的處理之后所獲得的在各個點(diǎn)上的軌跡的多維空間坐標(biāo)R{（X1,Y1,Z1），（X2,Y2,Z2）...（Xn，Yn，Zn）}。把收集的空間坐標(biāo)做相應(yīng)的處理，這樣能夠完全展示表演人的準(zhǔn)確動作，再通過計算機(jī)測出手臂或者腿的運(yùn)動方向以及相應(yīng)的速度、角度等。[2]所以，武術(shù)招式的動作完成指數(shù)也能夠有著量化的成果，最后可以達(dá)到三維動畫和武術(shù)的微觀契合。

1.2 武術(shù)套路和三維動畫在直觀上的切合

現(xiàn)如今的三維動畫基本上是通過動作捕捉技術(shù)來制作的。通過使用捕捉技術(shù)可以時刻檢查、記下武術(shù)演員的身體、表情在三維空間的軌跡動作，把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式的“抽象運(yùn)動”，并且把它通過動畫軟件來進(jìn)行制作，使得模型可以跟表演的人進(jìn)行相同的動作，并且最后形成動畫排列。[3]因此，使用運(yùn)動捕捉這一技術(shù)來對表演者的武術(shù)技巧性動作來進(jìn)行加工，其效果和運(yùn)動員的真實動作是相同的，拳的種類和風(fēng)格、力量、節(jié)奏等都能夠展示，在視覺感受上，做到和真實的人體武術(shù)真正結(jié)合在一起。

2 三維動畫輔助武術(shù)套路教學(xué)、訓(xùn)練的優(yōu)勢

2.1 傳統(tǒng)技術(shù)

傳統(tǒng)的教學(xué)方式采用的是視覺媒體，基本上不可以從多個角度進(jìn)行量化地展現(xiàn)其武術(shù)的招數(shù)，而且其保存方法也比較落后：沒有交互是在3D動畫這一教學(xué)模式之前的大部分的教學(xué)方式都有的問題，是因為文字型的資料并不能使學(xué)習(xí)的人對武術(shù)的招式動作進(jìn)行很好地理解掌握，文字類的比較適用于經(jīng)驗老套的長者。除此之外，在2D動畫的教學(xué)過程中只能展示一個視覺角度，讓初學(xué)者產(chǎn)生了一定的困擾。

2.2 三維動畫技術(shù)

三維動畫的核心是運(yùn)動捕捉技術(shù)。指的是在單位時間里根據(jù)捕捉主要點(diǎn)的運(yùn)動點(diǎn)來將全部過程進(jìn)行記錄，最終能夠轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表達(dá)的獨(dú)立3D運(yùn)動過程。其詳細(xì)的操作是：首先，表演的人在主要的位置穿戴上跟蹤裝置，通過使用捕捉系統(tǒng)來根據(jù)跟蹤器的數(shù)據(jù)來對表演者的詳細(xì)位置進(jìn)行記錄；其次，在這虛擬的環(huán)境里的每個獨(dú)立的動作的對象，在空間上的位置都是根據(jù)坐標(biāo)軸的三變量x、y、z 所決定的，所有的對象運(yùn)動都能夠根據(jù)它在空間上的移動點(diǎn)做出曲線模型來進(jìn)行展示；[4]此外，通過人的三維動畫來對武術(shù)的新招式進(jìn)行編排的過程中，能夠?qū)ζ淠Ｐ偷膭幼髯龀鰟澐帧?fù)制等等調(diào)整，能夠有效減少編排的時間；還能夠從各個角度來進(jìn)行加減速、暫停等操作，以至于能夠加快編排的速度。

2.3 三維動畫技術(shù)的應(yīng)用

2.3.1 三維度的立體示范

武術(shù)的招數(shù)是變幻莫測的，而且其動作還比較繁瑣，這往往會給初學(xué)的人帶來一定的困擾，在學(xué)習(xí)招數(shù)的同時，想要全面掌握動作的要領(lǐng)，就必須無死角地觀察其招數(shù)，只是拍攝一些視頻還并不能全方位地掌握武術(shù)的規(guī)范，但是3D動畫的學(xué)習(xí)人就能夠自由旋轉(zhuǎn)，全方位地顯現(xiàn)出角度和軌跡，以至于能夠更加深入了解武術(shù)的招數(shù)。

2.3.2 建立運(yùn)動表象

武術(shù)招數(shù)的主要學(xué)習(xí)點(diǎn)是創(chuàng)建技術(shù)概念，如果只是依靠技術(shù)員的解說和示范是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的，還要學(xué)習(xí)的人仔細(xì)感受武術(shù)的技巧和精髓。3D動畫相對于傳統(tǒng)的武術(shù)教學(xué)來說，其內(nèi)容更全，學(xué)習(xí)者也更好理解，所以能夠更好建立運(yùn)動表象。

2.3.3 建立武術(shù)套路的數(shù)據(jù)庫

之前所涉及的運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)不只是能夠用于創(chuàng)建模型，更多的數(shù)據(jù)還能夠經(jīng)過整合及保存之后創(chuàng)建一個武術(shù)招式數(shù)據(jù)庫，而且要按照相應(yīng)的武術(shù)特點(diǎn)和類別進(jìn)行整理，并且設(shè)計檢索的方法，這對剛開始學(xué)習(xí)的人有著很大的好處。

3 三維動畫在武術(shù)教學(xué)中的優(yōu)勢地位

3.1 建立動作表象過程縮短

建立動作表象在武術(shù)的招數(shù)教學(xué)當(dāng)中很重要，學(xué)習(xí)的人往往都是要通過表演的人的視覺和聽覺的表象進(jìn)行融合，由此來確定動作的技巧和要點(diǎn)，以至于能夠創(chuàng)建出完善的武術(shù)招數(shù)的概念。比較經(jīng)常使用的方式有兩類：運(yùn)動員本身的感覺來得到武術(shù)招式中的技巧；老師對武術(shù)的招數(shù)做詳細(xì)的示范與解釋。

3.2 直觀與量化的結(jié)合

進(jìn)一步分析學(xué)者的缺點(diǎn)，有目的性地對其制定出訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，這樣能夠加快速度并且高效地提升其教學(xué)質(zhì)量。要想提升武術(shù)的技術(shù)水準(zhǔn)，有兩種方式：簡單觀察法和生物力學(xué)分析法；現(xiàn)如今的生物力學(xué)這種分析方法使用到三維的動畫當(dāng)中就是使用的捕捉技術(shù)來獲得表演對象的空間位置（X,Y,Z）來做出記錄和計算，把取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行生物學(xué)分析，最終總結(jié)出動作技巧的缺陷，再進(jìn)行整改；[5]除此之外，三維動畫還能夠使得演員的運(yùn)動點(diǎn)做出較為精細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化。這對教練的指導(dǎo)有很大的好處，同樣也對剛開始學(xué)習(xí)的人對動作更加理解。不管是踢腿還是人體旋轉(zhuǎn)，其所需要的數(shù)值都會比較精準(zhǔn)，若是出現(xiàn)不合格的值，對其做出詳細(xì)的分析能夠高效地找到動作的錯誤緣由。而且，三維動畫還能夠?qū)ζ溴e誤示范的動作做出調(diào)整，最終設(shè)計出最標(biāo)準(zhǔn)的動作，這也是其優(yōu)勢所在。

3.3 模擬武術(shù)套路教學(xué)和訓(xùn)練的環(huán)境

在傳統(tǒng)的教學(xué)和訓(xùn)練當(dāng)中，也只是通過一些靜態(tài)的掛圖來對武術(shù)套路進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是這個過程是抽象的，需要自己去想，學(xué)生難以理解，以至于在學(xué)習(xí)的過程中出現(xiàn)很大問題。但是計算機(jī)的3D動畫的虛擬技術(shù)能夠很清楚地虛擬出這樣的靜態(tài)圖，使其立體化。能夠通過使用3D MAX軟件里的動畫角色來創(chuàng)造出人物，并且把武術(shù)里的抽象點(diǎn)賦予給這個人物。在這樣的情況下，就直接把抽象的概念立體成像，使理解更直觀。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有沉浸、交互、想象這三大性質(zhì)，讓參與的人能夠在沉浸于虛擬世界中，進(jìn)出自由，交互自由。通過這個技術(shù)能夠給武術(shù)比賽做出虛擬模仿，通過三維動畫所做出的比賽環(huán)境，立體的感覺較強(qiáng)，使得學(xué)者能夠更加有代入感。