基于現(xiàn)代計算機輔助設計在團體操編排中的作用分析①

林盛　吳瑩（海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院　海南海口　571100）

基于現(xiàn)代計算機輔助設計在團體操編排中的作用分析①

林盛吳瑩
（海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院海南?？?71100）

摘 要：隨著科學技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，計算機模擬編排和演示技術(shù)也越來越成熟，在團體操編排工作中充分利用計算機三維模擬軟件輔助團體操的編排，不僅能夠提高編排效率和質(zhì)量，也能夠在很大程度上促進團體操編排的創(chuàng)新。該文主要針對現(xiàn)代計算機輔助設計在團體操編排中的作用進行簡要分析和闡述。

關鍵詞：計算機輔助設計團體操編排作用分析

①基金項目：海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院2013級科研項目，計算機在高校團體操編排中的作用，hnjm2013114。

雖然團體操是一項成立不久的體育項目，但是從當前發(fā)展形勢來看，團體操越來越被人們關注和認可，正以飛快的速度在不斷發(fā)展壯大。學校開設團體操體育項目不僅是進一步提高體育教學水平的要求，更是強化學校精神文明建設的體現(xiàn)。目前，我國的團體操的編排設計仍然采用的是傳統(tǒng)的手工繪圖，這種工作方式不僅復雜和繁瑣，其工作量也是十分大的，并且在組織大型團體操訓練之前，這種傳統(tǒng)的編排設計無法將編排效果以動態(tài)的形式加以生動演示，為了解決這一問題并進一步優(yōu)化編排設計效果，編排者可以利用計算機輔助設計對團體操的排練過程進行預先編排，這樣不僅能夠提高團體操的編排效率，也能夠解決傳統(tǒng)編排設計中存在的各種問題。

1　團體操編排中存在的主要問題

1.1團體操排練中存在的問題

團體操在選人和排練方面看似一項簡單的工作，實質(zhì)上是一項嚴謹而復雜的技術(shù)管理工作，在高校團體操訓練中，由于學生一邊要學習文化課程一邊進行團體操排練，因此，提高團體操排練效率便顯得尤為重要。從當前高校團體操排練實際情況來看，其中主要存在的問題包括：（1）由于編排者無法準確掌握團體操表演者的譬如紀律性、節(jié)奏感、協(xié)調(diào)性等實際參與狀態(tài)，使得在排練中難易進行統(tǒng)籌管理；（2）編排者在團體操編排過程中由于對排練者的身體素質(zhì)不了解，因此，在編排時嚴重忽略了動作的難易程度，而過分追求動作表現(xiàn)出的藝術(shù)上的完美，這就使得學生在短時間內(nèi)無法準確抓住編排者設計方案的精髓；（3）雖然編排者設計的有些動作對專業(yè)人士來說是很簡單、很容易掌握的，但是對于初學者或者之前很少接觸團體操的學生而言排練起來卻是非常困難的，加之學生對團體操缺乏系統(tǒng)和全面了解，因此，在實際排練中也只是一味的模仿，甚至對難度較大的動作，學生會產(chǎn)生一種抵觸心理。

1.2編排和排練中更注重整體化效果

團體操排練中的人數(shù)相對較多，也可以說是一項“大工程”，然而在傳統(tǒng)團體操排練方式中，一般都是幾個老師站在最高處指導全體表演者進行排練，由此可看出團體操排練更加注重排練的整體效果，而嚴重忽略了部分或個人的排練效果。除此之外，在實際排練之前由編排者擬定的編排方案中，由于看不到動態(tài)的演示效果，因而只能從單個角度認識排練效果，學生對整個排練過程也無法正確認識和了解。再者，全體學生在排練過程中由于只能依靠幾個教師指揮來認識動作和排練動作，因此，對于自己的方位無法得到很好的把握，只能通過不斷模仿和重復練習慢慢熟悉自己應該處的方位。

1.3編排者的能力薄弱

團體操的編排效果是編排者能力的綜合體現(xiàn)，而編排者能力的提升與實際工作獲取的實踐經(jīng)驗是密切聯(lián)系的，然而在實際工作中，由于團體操是一種涉及人數(shù)眾多的大型集體表演活動，編排者進行實踐的機會卻是寥寥無幾，有些團體操編排者甚至沒有機會去親身實踐，而只是掌握一些理論知識，卻無法將這些理論知識應用到實踐中去。

2　計算機輔助設計在團體操編排中的應用

2.1三維建模構(gòu)建立體場景

2.1.1構(gòu)建虛擬表演場景

利用計算機三維建模構(gòu)造團體操排練虛擬表演場景，主要優(yōu)勢在于團體操表演場地空曠而平整，利用計算機建模相對容易，并且在操作和渲染過程中占用的資源較少，由此可確保軟件的高效使用。團體操本身具有的性質(zhì)和特征決定了其活動場所的簡單構(gòu)造，因此，團體操表演場景是有限的。虛擬場景中設置的接口，使用者可以利用該接口，按照排練的實際情況進行簡單的貼圖和建模，從而確保虛擬場景與實際排練的場景相近。通過計算機三維建模構(gòu)造的虛擬場景是能夠長期利用的，教師在利用虛擬場景時不需要顧及場地中存在的限制，因為三維建模的軟件可以導入外部模型，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行資源共享，獲取自己實際需要的排練場地。教師通過構(gòu)造實際需要的虛擬場地便可對該場景進行無數(shù)次使用，這樣便可把握對排練加以整體把握，并可輕松控制場景中的每一個角落。

2.1.2構(gòu)建仿真場景

利用計算機構(gòu)造的團體操排練場景，主要利用的是VR技術(shù)，這一技術(shù)的應用使得虛擬場景具有真實地面的屬性，這樣便可使虛擬環(huán)境中存在一種虛擬重力，受到重力作用的影響場景中的模型會因此而下落，而真實地面屬性的設置主要目的是避免模型穿透而構(gòu)造的堅實物體。在虛擬場景模型中導入其他模型與人體模型之間是存在一定物理關系的，其目的主要是避免人體模型在運動過程中觸碰到物體而出現(xiàn)穿透現(xiàn)象。構(gòu)建完成場景之后，編排者便可將精力投入到團體操的編排工作和搭配服裝工作中去，這樣可大大提高團體操的編排效率。

2.1.3計算機輔助燈光和特效的模擬

一直以來我國高校團體操的排練和表演基本上都設定在白天，表演的狀態(tài)仍然處于傳統(tǒng)范圍之內(nèi)，沒有本質(zhì)上的創(chuàng)新和突破，雖然在夜間也有部分團體操的排練，但是其難度相對較大，效果也很難把握，因此夜間排練團體操基本上不被人們認可。如今，隨著我國商業(yè)團體操的快速發(fā)展，團體操的表演多被提倡在夜間表演，如果夜間團體操表演過程中擁有唯美的燈光和悠遠的意境，那么其表演效果是非常好的。為了使團體操表演在夜間能夠取得更美好的效果，應借助計算機模型現(xiàn)場特效和燈光。

計算機中的粒子系統(tǒng)是利用噴射效果對表演現(xiàn)場的梨花燃放等效果進行模擬，也可以通過粒子貼圖輔助現(xiàn)場實現(xiàn)不同的表演效果，該系統(tǒng)主要應用在大型的團體操模擬表演中。在團體操表演

過程中特效的模擬還需要借助攝像機，攝像機作為計算機虛擬演示系統(tǒng)的重要組成部分之一，可以從不同層面和角度觀察和切換演示效果，教師也可以從攝像機中更加細微的觀察到表演者每一個細致的表演問題。

2.1.4規(guī)則格網(wǎng)模型實現(xiàn)仿真演員

計算機中的規(guī)則格網(wǎng)模型主要作用是構(gòu)造人體模型，并將人體的骨架模型和人體模型利用蒙皮技術(shù)進行依附。按照團體操編排者編排的要求，人體的動作可以通過對骨架模型的調(diào)節(jié)而變動，教師在應用這一模型進行實際操作之前，可以通過在空場景中對骨骼模型進行動作的調(diào)節(jié)和存儲，而在實際操作時直接加載文件即可。教師在操作模型過程中可以根據(jù)實際需要對模型大小進行調(diào)節(jié)，對于常用的道具、服飾等可以保存在相應的資源庫中，以能夠更方便的使用。

2.1.5計算機模擬隊形的變換

團體操在排練過程中由于參與表演的人數(shù)較多，因此，其隊形也較多，而隊形在變換時便面臨著復雜程度高的問題，例如：錯位、轉(zhuǎn)動、放射、漸變等都是團體操排練中必須體現(xiàn)的隊形變換方式。為了確保實際排練中隊形變換的控制相對簡單和保證隊形的變幻的協(xié)調(diào)，應該利用計算機虛擬編排系統(tǒng)將場景的排練區(qū)域進行規(guī)格設置，對每一個體之間的距離進行檢測。團體操編排者在編排過程中，可利用相應的技術(shù)為模型指定位置和路徑，而模型按照預先設定的算法運動，自動完成隊形的變換，而表演者則可以通過計算機模擬的效果，對自己的運動路線進行準確定位。

2.1.6實現(xiàn)動態(tài)模擬效果

在計算機的輔助之下完成表演場景的虛擬和仿真模擬之后，團體操編排者可以著手考慮表演場景的最佳演示角度，并對音樂的添加進行操作，從而實現(xiàn)動態(tài)模擬效果。團體操表演過程中每一個環(huán)節(jié)都必須與音樂協(xié)調(diào)，只有在表演和音樂的完美配合下才能展現(xiàn)出更加精彩的表演，因此，編排者應該在動態(tài)模擬過程中，根據(jù)音樂的節(jié)奏對隊形的變換和表演者位置的確定進行設計，構(gòu)建與音樂對用的動作序列，最終實現(xiàn)音樂與表演的同步。除此之外，編排者還可以通過計算機觀察模擬的動態(tài)效果，以此改善實際表演過程中的瑕疵。

3　結(jié)語

團體操編排是一項相對復雜的工作，編排者應該充分利用現(xiàn)代計算機輔助技術(shù)，借助計算機團體操虛擬編排與演示應用系統(tǒng)這一龐大的軟件，根據(jù)實際情況的編排思路，制作虛擬和仿真團體操表演場景，構(gòu)建燈光等場景特效，并對隊列的轉(zhuǎn)換進行模擬，從而優(yōu)化團體操的編排效率和質(zhì)量，降低編排成本，更好的促進團體操事業(yè)的高速發(fā)展。

參考文獻

[1]刁在箴，李想，孫守遷，等.藝術(shù)體操項目計算機輔助動作編排及演示系統(tǒng)研究[J].廣州體育學院學報，2005（1）：94-97.

[2]劉濤，孫守遷，潘云鶴.面向藝術(shù)與設計的虛擬人技術(shù)研究[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2004（11）：1475-1484.

[3]劉遠花，周建社.我國團體操理論性研究的現(xiàn)狀與分析[J].思茅師范高等專科學校學報，2004（3）：50-52.

[4]閆麗敏.我國團體操動作造型的理論研究現(xiàn)狀與分析（綜述）[J].湖北體育科技，2006（3）：268-270.

[5]謝燕.多目標狀態(tài)轉(zhuǎn)移優(yōu)化算法及其在團體操布局中的應用[J].武漢體育學院學報，2005（8）：83-84.

作者簡介：林盛（1969—），男，海南文昌人，海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院，講師，研究方向是體育科學。

中圖分類號：G837

文獻標識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）03（a）-0251-02