三維動畫在武術套路教學中的應用研究

劉林利

武漢體育學院，湖北 十堰 442714

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

1 武術套路和三維動畫組合

1.1 武術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進行收集，并且作出進一步的處理之后所獲得的在各個點上的軌跡的多維空間坐標R{（X1,Y1,Z1），（X2,Y2,Z2）...（Xn，Yn，Zn）}。把收集的空間坐標做相應的處理，這樣能夠完全展示表演人的準確動作，再通過計算機測出手臂或者腿的運動方向以及相應的速度、角度等。[2]所以，武術招式的動作完成指數也能夠有著量化的成果，最后可以達到三維動畫和武術的微觀契合。

1.2 武術套路和三維動畫在直觀上的切合

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

2 三維動畫輔助武術套路教學、訓練的優勢

2.1 傳統技術

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

2.2 三維動畫技術

三維動畫的核心是運動捕捉技術。指的是在單位時間里根據捕捉主要點的運動點來將全部過程進行記錄，最終能夠轉化成數學表達的獨立3D運動過程。其詳細的操作是：首先，表演的人在主要的位置穿戴上跟蹤裝置，通過使用捕捉系統來根據跟蹤器的數據來對表演者的詳細位置進行記錄；其次，在這虛擬的環境里的每個獨立的動作的對象，在空間上的位置都是根據坐標軸的三變量x、y、z 所決定的，所有的對象運動都能夠根據它在空間上的移動點做出曲線模型來進行展示；[4]此外，通過人的三維動畫來對武術的新招式進行編排的過程中，能夠對其模型的動作做出劃分、復制等等調整，能夠有效減少編排的時間；還能夠從各個角度來進行加減速、暫停等操作，以至于能夠加快編排的速度。

2.3 三維動畫技術的應用

2.3.1 三維度的立體示范

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

2.3.2 建立運動表象

武術招數的主要學習點是創建技術概念，如果只是依靠技術員的解說和示范是遠遠不足的，還要學習的人仔細感受武術的技巧和精髓。3D動畫相對于傳統的武術教學來說，其內容更全，學習者也更好理解，所以能夠更好建立運動表象。

2.3.3 建立武術套路的數據庫

之前所涉及的運動捕捉數據不只是能夠用于創建模型，更多的數據還能夠經過整合及保存之后創建一個武術招式數據庫，而且要按照相應的武術特點和類別進行整理，并且設計檢索的方法，這對剛開始學習的人有著很大的好處。

3 三維動畫在武術教學中的優勢地位

3.1 建立動作表象過程縮短

建立動作表象在武術的招數教學當中很重要，學習的人往往都是要通過表演的人的視覺和聽覺的表象進行融合，由此來確定動作的技巧和要點，以至于能夠創建出完善的武術招數的概念。比較經常使用的方式有兩類：運動員本身的感覺來得到武術招式中的技巧；老師對武術的招數做詳細的示范與解釋。

3.2 直觀與量化的結合

進一步分析學者的缺點，有目的性地對其制定出訓練標準，這樣能夠加快速度并且高效地提升其教學質量。要想提升武術的技術水準，有兩種方式：簡單觀察法和生物力學分析法；現如今的生物力學這種分析方法使用到三維的動畫當中就是使用的捕捉技術來獲得表演對象的空間位置（X,Y,Z）來做出記錄和計算，把取得的數據進行生物學分析，最終總結出動作技巧的缺陷，再進行整改；[5]除此之外，三維動畫還能夠使得演員的運動點做出較為精細的標準化。這對教練的指導有很大的好處，同樣也對剛開始學習的人對動作更加理解。不管是踢腿還是人體旋轉，其所需要的數值都會比較精準，若是出現不合格的值，對其做出詳細的分析能夠高效地找到動作的錯誤緣由。而且，三維動畫還能夠對其錯誤示范的動作做出調整，最終設計出最標準的動作，這也是其優勢所在。

3.3 模擬武術套路教學和訓練的環境

在傳統的教學和訓練當中，也只是通過一些靜態的掛圖來對武術套路進行學習，但是這個過程是抽象的，需要自己去想，學生難以理解，以至于在學習的過程中出現很大問題。但是計算機的3D動畫的虛擬技術能夠很清楚地虛擬出這樣的靜態圖，使其立體化。能夠通過使用3D MAX軟件里的動畫角色來創造出人物，并且把武術里的抽象點賦予給這個人物。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。虛擬現實技術有沉浸、交互、想象這三大性質，讓參與的人能夠在沉浸于虛擬世界中，進出自由，交互自由。通過這個技術能夠給武術比賽做出虛擬模仿，通過三維動畫所做出的比賽環境，立體的感覺較強，使得學者能夠更加有代入感。