我們處于一個(gè)信息表現(xiàn)形式多樣化的時(shí)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(wèn)題。而這個(gè)問(wèn)題的解決又依賴(lài)兩方面的技術(shù):一是對(duì)體育的專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求,特別是對(duì)技術(shù)動(dòng)作的表現(xiàn)方式和教學(xué)方法的運(yùn)用;二是能將技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行數(shù)字化處理,并能通過(guò)多種平臺(tái)進(jìn)行展示。因此,尋求一個(gè)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(diǎn)與重點(diǎn)。
一、為什么要選擇太極拳?
體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目數(shù)量龐大,我們目前還沒(méi)有能力將所有的體育項(xiàng)目技術(shù)動(dòng)作進(jìn)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(duì)象。
(1)太極拳是我國(guó)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(guó)的文化內(nèi)涵和哲學(xué)思想,成為*能體現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)思想文化的拳術(shù)。太極拳在國(guó)內(nèi)有著廣泛的群眾基礎(chǔ),伴隨中國(guó)改革開(kāi)放的不斷推進(jìn),太極拳在國(guó)外也已不斷推廣和普及,深受?chē)?guó)內(nèi)外武術(shù)愛(ài)好者的喜愛(ài)。
(2)太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)環(huán)境的要求不高,在面積不大的空間即可完成整套動(dòng)作,這為數(shù)字化采集工作帶來(lái)了極大的便利,同時(shí)由于技術(shù)動(dòng)作的特點(diǎn)是"剛?cè)嵯酀?jì),快慢相間",也將大大提高動(dòng)作捕捉的精度和準(zhǔn)確度。
(3)科技的發(fā)展改變了人們認(rèn)識(shí)事物的傳統(tǒng)方式,人們更希望愉快地學(xué)習(xí),動(dòng)作捕捉技術(shù)的成熟與應(yīng)用,使人們與計(jì)算機(jī)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(mǎn)足人們的需求。
我們處于一個(gè)信息表現(xiàn)形式多樣化的時(shí)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(wèn)題。而這個(gè)問(wèn)題的解決又依賴(lài)兩方面的技術(shù):一是對(duì)體育的專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求,特別是對(duì)技術(shù)動(dòng)作的表現(xiàn)方式和教學(xué)方法的運(yùn)用;二是能將技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行數(shù)字化處理,并能通過(guò)多種平臺(tái)進(jìn)行展示。因此,尋求一個(gè)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(diǎn)與重點(diǎn)。
一、為什么要選擇太極拳?
體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目數(shù)量龐大,我們目前還沒(méi)有能力將所有的體育項(xiàng)目技術(shù)動(dòng)作進(jìn)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(duì)象。
(1)太極拳是我國(guó)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(guó)的文化內(nèi)涵和哲學(xué)思想,成為最能體現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)思想文化的拳術(shù)。太極拳在國(guó)內(nèi)有著廣泛的群眾基礎(chǔ),伴隨中國(guó)改革開(kāi)放的不斷推進(jìn),太極拳在國(guó)外也已不斷推廣和普及,深受?chē)?guó)內(nèi)外武術(shù)愛(ài)好者的喜愛(ài)。
(2)太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)環(huán)境的要求不高,在面積不大的空間即可完成整套動(dòng)作,這為數(shù)字化采集工作帶來(lái)了極大的便利,同時(shí)由于技術(shù)動(dòng)作的特點(diǎn)是“剛?cè)嵯酀?jì),快慢相間”,也將大大提高動(dòng)作捕捉的精度和準(zhǔn)確度。
(3)科技的發(fā)展改變了人們認(rèn)識(shí)事物的傳統(tǒng)方式,人們更希望愉快地學(xué)習(xí),動(dòng)作捕捉技術(shù)的成熟與應(yīng)用,使人們與計(jì)算機(jī)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(mǎn)足人們的需求。
二、本書(shū)有什么內(nèi)容?
本書(shū)試圖介紹新的交互技術(shù)和方法,為體育技術(shù)動(dòng)作的學(xué)習(xí)和研究提出新的思路和解決方案。全書(shū)共分5章。第一章是對(duì)太極拳的起源及發(fā)展的介紹,旨在說(shuō)明太極拳數(shù)字化保護(hù)是目前太極拳發(fā)展的必然趨勢(shì);第二章是對(duì)人體模型建模技術(shù)、骨骼綁定技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制方法進(jìn)行理論介紹,使讀者對(duì)人體運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的研究?jī)?nèi)容和方向有所認(rèn)識(shí);第三章是在經(jīng)過(guò)大量文獻(xiàn)資料查閱的基礎(chǔ)上,綜合各方觀點(diǎn)對(duì)太極拳技術(shù)動(dòng)作從影響關(guān)節(jié)和生物力學(xué)兩個(gè)方面進(jìn)行動(dòng)作分析;第四章是對(duì)本研究成果之一的軟件平臺(tái)所需開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行介紹,包括展示平臺(tái)所需的主要開(kāi)發(fā)引擎Unitv3D、人體模型的搭建以及蒙皮綁定工具3dsMax和人機(jī)互動(dòng)所需的Kinect設(shè)備及其開(kāi)發(fā)技術(shù)等方面的介紹;第五章是對(duì)本課題設(shè)計(jì)平臺(tái)的創(chuàng)建過(guò)程,以及模型創(chuàng)建和太極拳數(shù)字化采集過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,并將本平臺(tái)核心程序代碼進(jìn)行了說(shuō)明。
三、致謝
本書(shū)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(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社為本書(shū)出版付出的辛勤勞動(dòng)。書(shū)中有部分內(nèi)容參考了有關(guān)單位或個(gè)人的研究成果,均已在參考文獻(xiàn)中列出,在此一并致謝。
由于本書(shū)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(xiě)本書(shū)增加了難度,鑒于筆者水平有限,雖幾經(jīng)改稿,書(shū)中錯(cuò)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(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)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(jí)課題2項(xiàng),廳局級(jí)課題3項(xiàng),在各級(jí)學(xué)術(shù)刊物公開(kāi)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(yùn)動(dòng)發(fā)展簡(jiǎn)史
第二節(jié) 太極拳運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
第三節(jié) 太極拳的發(fā)展瓶頸
第四節(jié) 展望未來(lái)
第二章 人體運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)現(xiàn)狀
第一節(jié) 人體運(yùn)動(dòng)仿真的應(yīng)用領(lǐng)域
第二節(jié) 計(jì)算機(jī)模擬人體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制方法
四、運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)
第三章 太極拳動(dòng)作分析
第一節(jié) 受影響關(guān)節(jié)分析
一、太極拳的基本動(dòng)作
二、以二十四式太極拳作為代表性的研究對(duì)象
三、二十四式太極拳動(dòng)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(kāi)發(fā)平臺(tái)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(jí)建模
第三節(jié) Kinect開(kāi)發(fā)技術(shù)
一、Kinect設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)
二、Kinect for Windows SDK簡(jiǎn)介
三、Kinect骨骼追蹤技術(shù)
第五章 平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
第一節(jié) 平臺(tái)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)思想
二、設(shè)計(jì)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(jì)
第二節(jié) 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
一、專(zhuān)業(yè)太極拳運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的采集
二、人體模型的建立
三、腳本編寫(xiě)
四、太極拳學(xué)習(xí)-反饋功能模塊實(shí)現(xiàn)
參考文獻(xiàn)