ＳｈｏｃｋＷａｖｅ　３ｄ－新一代技术动作展示媒体浅析

摘 要：本文运用文献资料法依据能否实现与用户之间的实时三维交互为标准，将技术动作展示媒体分为二维技术动作展示媒体和三维技术动作展示媒体。研究指出shock—wave3d可以实现三堆交互，而且制作容易，文件容量小，是较理想的三维技术动作展示媒体，并对shockwave3d，以及教学用shockwave3d媒体素材的制作过程作了简单的介绍。

关键词：多媒体；shockwave 3d；三维艾互；二维技术动作展示媒体；三維技术动作展示媒体

中图分类号：G80 文章编号：1009－783X(2007)06－0126－03 文献标识码：A

作者简介：贺昆(1981－)，男，助教，硕士，研究方向为田径教学与训练。

媒体的概念是：“媒体也称为媒质或媒介，它是表示和传播信息的载体。”技术动作展示媒体，顾名思义就是用来展示技术动作的媒体，随着社会的进步和科技的发展，以及体育工作者的不断探索，技术动作展示媒体不断丰富和发展起来。由早期的手绘图片到由照相机和摄影机拍摄的技术图片和影片，再到通过图像解析制成的各种形式的技术图片和影片；由用flash等软件制成的二维模拟动画到用maya、3damax、poser等制成的三维模拟动画。从上述内容不难看出用于展示技术动作的媒体大体上说只有三种：图片(Graphics)、影片(Video)、动画(Animation)。只是制作这三种媒体的方法以及媒体的展示效果不同，可见技术动作展示媒体在不断地朝清晰、精确、立体的方向发展，但是随着以上发展的不断深入，却与当今另外两大趋势相矛盾，首先是与网络化教学发展的矛盾。网络化教学要求媒体素材朝小型化发展，便于网络传输，而清晰、精确、立体化发展必然使媒体素材变大。其次是与建构主义理论要求进一步加强多媒体课件交互性的矛盾。由于图片、影片、动画这三种媒体本身无法突破二维空间限制，运用多媒体创作软件添加交互作用时也会因此只能创造二维空间的交互作用，无法实现三维交互(关于三维交互的概念将在第二部分中详细论述)。为了解决这两个矛盾，我们需要一种新的技术动作展示媒体，它既能较清晰，精确，立体地展示技术动作，又要占用较小的储存空间，而且可以实现三维空间内的交互。笔者通过制作背向滑步推铅球的shockwave 3d展示，发现shockwave 3d作为技术动作展示媒体较好的解决了上述矛盾。

在此之前笔者查阅了大量的文献资料，发现shockwave3d技术已经较成功地应用于化学，的多媒体教学中，在体育研究领域还未有相关论述，笔者希望通过本篇文章的阐述，引起广大体育工作者的注意，并了解这一技术动作展示媒体，为今后进一步的开发该技术在体育中的应用做个铺垫。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

各种技术动作展示媒体，包括：图片(Graphics)、影片(Video)和动画(Animation)和shockwave 3d，virtools文件等。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻资料法

主要通过检索中国期刊网，万方数据库，以及相关软件的英文帮助文件来了解各种媒体的特性，

1.2.2 比较法

本文主要将三维技术动作展示媒体和二维技术动作展示媒体各方面特性进行了比较，阐述了它们在展示技术动作时的优劣。

2 研究结果和分析

2.1 二维技术动作展示媒体概述

因为ahockwave 2d是一种新一代的三维技术动作展示媒体在介绍它之前我们有必要对二维技术动作展示媒体进行界定，这样有助于理解。

2.1.1 二维技术动作展示媒体的概念和特征所谓二维技术动作展示媒体就是只能在二维平面内展示技术动作的媒体，它主要包括图片(Graphics)、影片(Vide－o)和动画(Animation)三类。它的主要特征是：在用二维技术动作展示媒体展示技术动作时，如果时间变量一定(保持动画或影片的特定帧不变)，那么在同一展示窗口内用户只能从一个角度观察技术动作，无法实现实时的三维交互。

2.1.2 二维技术动作展示媒体的种类

(1)图片(Graphics)

技术动作图片通常由体育工作者手工绘制、用照相机拍摄、或是从技术动作影片上截取得来的，只能静态地展示技术动作的某一时相，通常用于展示关键技术动作时相。

(2)影片(Video)和动画(Animation)

技术动作影片最初通常是由体育工作者用摄影机拍摄或通过专门软件制作得来的，更多的是经专门软件编辑得来的，技术动作影片制作软件有maya、3ds max和poser等。它们不需要原始影片，而是在为建好的三维运动员模型设置好动画之后，通过渲染输出为所需的影片格式(.Avi、mov等)；常用的技术动作影片编辑软件有豪杰解霸、prem，mre、绘声绘影等，另外还有专业性较强的图像解析软件。它们需要，原始影片进行编辑，通常都是用来截取动作影片。但图像解析软件不仅能截取技术动作影片而且可以实现运动学参数的计算“运动轨迹的识别，视频文件的仿真图像、图表和曲线的同步显示……”等功能。多用于分析评定高水平运动员。

技术动作动画在某种意义上说与技术动作影片在本质上是一致的，因为，首先动画的播放也是以每秒播放多少幅画面(帧／秒，fps)进行的。其次，许多动画都是以常见的影片格式(Avi，mov等)播放的。它可以分为二维技术动作动画和三维技术动作动画。二维技术动作动画是由二维动画软件(如Flash)绘制而成；三维技术动作动画通常是由三维动画软件(如maya，3ds max，poser等)制作而成。相对于技术动作影片，动画可以由制作者根据运动生物力学原理，以及通过参考多个优秀运动员的技术参数抽象出一个一般的技术动作模型，然后根据这个模型制作出来。它更具有普遍性，因此更适合教学。

3 三维技术动作展示媒体概述

三维技术展示媒体指的是可以在三维空间内展示技术动作的媒体，它的主要特征是能实现实时三维交互，即在时间变量一定的条件下，用户可以在同一窗口内通过拖动鼠标或是键盘输入来控制三维模型展示的角度，位置和大小。能否实现实时三维交互是三维技术展示媒体较二维技术动作展示媒体最核心的优势，也是区别二维技术动作展示媒体和三维技术动作展示媒体的重要标准，当今较常见的三维技术动作展示媒体有shockwave 3d、virtools等一些虚拟实景软件开发的程序文件。而Virtools主要用于三维游戏开发，学习难度大。Shockwave 3d较易制作，而且可以完美地嵌入多媒体课件中，下面我们只对shoekwave 3d以及其制作过程进行介绍。

4 Shockwave 3d简介

Shockwave 3d是Maeromedia公司开发的多媒体制作软件director中的一种“cast”成员，与其它的如文本、音频、视频等“cast”成员不同，它包含了完整的3d世界，这里的3d世界包括一系列的3d对象如三维模型，摄影机，灯光等。Shoekwave 3d成员中的三维模型可以由两种方法建立：一是director内置的Lingo语言进行建立一些简单的三维模型如立方体、球体，圆柱等；二是用其它3D软件如3dmax、maya等建立复杂的三维模型(可对各模型设置动画)并输出成shock—wave3d(x.W3D)格式的文件导入director中，shockwave 3d中的3d对象如三维模型、摄影机等可以通过对工具中的library Palette(动作行为库)中3D类Action(行为)和triggers(触发器)如单击鼠标、按下键盘等触发事件相配合进行设置最终实现对3d世界(包括三维动画)控制和交互。

5 Shockwave 3d媒体素材的制作过程简介

制作过程包括：收集运动员解剖学和运动学的各项参数的平均值；按照收集的解剖学各参数平均值在三维制作软件中创建三维运动员模型；按照收集的运动学参数平均值，在三维制作软件中为三维运动员模型设置动画；将三维动画导出为shockwave 3d格式文件；将shockwave 2d文件导人到director多媒体制作软件，在director中为shockwave 3d加入三维互动命令；在director中将shockwave 3d打包进行发布六個部分。

因为制作的技术动作shockwave 3d是用于教学，对象是体育院系的学生，所以我们用一定数量，级别相同或水平接近的优秀运动员的解剖学和运动学参数平均值来建模和设置动画，以保证shockwave 3d有一定的代表性和普遍性，完全可以满足教学要求。

6 Shockwave 3d在技术动作展示方面的优势和不足

Shockwave 3d最大的优势就是轻松解决了单屏任意多角度展示技术动作的难题，在此之前，体育工作者一直在探索多角度展示技术动作的途径。其中周瑶在《跨栏运动多媒体CAI课件的制作及应用》一文提到的用3dmax从不同的角度对模型进行渲染，可以实现多角度同时展示，但由于渲染时间的限制只能渲染有限几个角度，类似效果(如图1)；李爱东等在《视频图像技术的发展及在田径项目训练中的应用》时指出多角度视频图像分屏比较，需用多台摄影机同时拍摄才能实现，也就是说需要几个角度的视频图像就得有几台摄影机于之相对应，因此也只限于有限几个角度(如图2)，可见以上的技术只能实现有限几个角度、并且是分屏式的同时展示。而shockwave 3d则轻松实现了单屏多角度展示技术动作(如图3)。

另外它还有一个较大的优势，就是它所占用的空间非常小，上图的shockwave 3d文件只有936K，而三维动画和视频分屏展示，仅一个角度相同内容的影片文件就超过了shockwave 3d，三维动画一个角度相同长度内容的影片大小为4.27MB；一个角度相同内容的视频技术影片大小为1.2MB左右，后两种展示方式文件占用的空间会随需要观察角度增多而倍增。而shockwave3d本身就可以进行三维交互，无需分屏展示，就可以观察任意角度，当然它也有不足之处，最主要的是shockwave 3d的制作相对于制作图片、影片要难得多，也要复杂的多，特别是三维动画的制作，不过这个主要缺点是有方法解决的，可以通过使用三维扫描仪结合运动捕获技术(光学感应技术、电磁感应技术等)解决，不过相应仪器要花费不菲的价钱。

7 Shockwave 3d的应用

7.1 应用于技术动作教学课件

Shoekwave 3d本身是多媒体制作软件director中的一种“cast”成员，能完美地导入到director中进行编辑，它也可以在打包到shockwave player之后，通过超级链接的方式连接到其它的多媒体制作软件(如：Authorware、powerpomt等)制作的课件中去。

7.2 应用于网络教学

将shockwave 3d的技术展示发布成shockwave(.der)的格式，放置到网页中后。使用者的浏览器只要安装了shock—wave player，就可以直接在浏览器中观赏shoekwave 3d的技术电影了。一般情况下，在网页中观看时，系统会自动提示要不要运行或安装shockwave player，如果没有安装系统会在询问之后从macromedia公司的网站上自动下载一个shockwave player，另外，在发布之前还可以通过调整图片压缩率来调整文件的大小，它还支持“最新的串流技术!用户不需要下载完全部的电影就能够欣赏，因为文件的下载动作会在使用者欣赏影片的同时进行……，”因此，shock—wave 3d非常有利于实现高互动性的网络教学。

7.3 应用于电子书籍将

shockwave 3d打包到shockwave player之后，可以通过超链接与电子书籍相连，强交互性，占用空间小的shock—wave 3d媒体素材完全可以取代二维的技术动作展示影片成为电子书籍展示技术动作的首选。

8　结语

Shockwave 3d作为技术动作展示媒体，实现了三维交互既满足了建构主义对进一步增强媒体交互性的需要，同时也符合了当今webad发展的潮流，另外较小的文件容量以及最新的串流技术方便了网络传输，还有其逼真、精确的展示效果相信随着技术的不断完善shockwave 3d作为新一代的三维技术展示媒体将会在不久的将来最终取代二维的技术动作展示媒体，成为教学和训练的首选展示媒体。