三維路徑動畫在排球教學(xué)中的運用

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三維路徑動畫有空間三維運動軌跡，制作完成后在觀看時可以達(dá)到立體效果，達(dá)到立體教學(xué)的效果。通過觀看優(yōu)秀排球運動員移動技術(shù)的三維路徑動畫，可以比觀看二維視頻更快速、更準(zhǔn)確地獲得外部技術(shù)信息，建立完整、清晰的技術(shù)概念。同時通過觀看錯誤技術(shù)動作的三維路徑動畫，反饋自身的運動信息，使學(xué)生更好地感知身體內(nèi)部信息，感受自己身體在空間的位置和肢體的運動坐標(biāo)，從而更快更好地建立動作表象。

三維路徑動畫輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計

輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計在建立在對排球課程教學(xué)內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，先是使用三維設(shè)計軟件構(gòu)造三維模型，并且用插件將模型導(dǎo)出為X3D格式，然后在X3D編輯器中實現(xiàn)模型的轉(zhuǎn)化，最后使用瀏覽器完成，平臺的功能如圖1所示。

(1)人物的建模

人物模型采用多邊形建模方法，人體模型的完整性也需要進(jìn)行劃分，如果在展示模塊的功能中有對部分人體器官的換轉(zhuǎn)，那么在設(shè)計人體的過程中將對部分器官進(jìn)行調(diào)整，以此來適應(yīng)整體的功能變換，特別需要關(guān)注模型的四肢和姿態(tài)的變化。在開始建模之前，需要獲得好的參考圖片或是繪制的概念圖，這對后期的建模有非常重要的作用，參考圖片和概念圖的質(zhì)量將直接影響到模型的準(zhǔn)確性。同時選擇學(xué)生日常的形態(tài)作為建模的依據(jù)可以提高學(xué)生對系統(tǒng)的熟悉度和親密度。

(2)移動線路的設(shè)計

移動步法的基礎(chǔ)訓(xùn)練主要是為了在實戰(zhàn)中的應(yīng)用，而實際應(yīng)用中又要根據(jù)當(dāng)時場上的情況快速做出正確的選擇，在日常訓(xùn)練中通過反復(fù)的練習(xí)就是為了將規(guī)范動作和基本戰(zhàn)術(shù)變成隊員的一種本能反應(yīng)。平臺針對排球中的移動基本步法：滑步、交叉步、跨步、跑步以及組合步進(jìn)行了講解演示，對啟動、發(fā)力和制動都進(jìn)行了技術(shù)動作分解和演示。同時，平臺還提供了組合訓(xùn)練和基本戰(zhàn)術(shù)的移動步法演示，例如兩人一組、三人一組和四人一組的接、調(diào)、扣的線路步法練習(xí)，完全可以滿足排球教學(xué)的需求。人物運動規(guī)律需要考慮預(yù)期動作、動作跟隨、關(guān)聯(lián)動作以及次要動作等方面，在設(shè)計排球移動跑位過程中，這些都是需要提前設(shè)計的。平臺可以從頂視和透視兩個角度進(jìn)行觀察學(xué)習(xí)，頂視關(guān)注人物移動的最合理路徑，而透視強調(diào)身體各部分如四肢的協(xié)調(diào)問題。

(3)系統(tǒng)UI的實現(xiàn)

平臺功能是基于按鈕的形式實現(xiàn)的，按鈕的功能主要就在于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。在X3D中使用節(jié)點來創(chuàng)建功能，在根節(jié)點Scene下創(chuàng)建Transform空間坐標(biāo)變換節(jié)點、Script腳本節(jié)點和Route路由節(jié)點。在Transform節(jié)點下，創(chuàng)建Switch開關(guān)節(jié)點，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這個節(jié)點是一個在同一時刻只能顯示一個選定的子節(jié)點的選擇型開關(guān)節(jié)點。最為關(guān)鍵的便是Shape下的觸摸傳感器節(jié)點TouchSensor的設(shè)立，它將是實時交互設(shè)計的觸發(fā)點。腳本節(jié)點Script定義了一個包含程序腳本節(jié)點的域、事件出口和事件入口及描述了用戶自定義制作的檢測器和插補器所作的事情。最后的Route節(jié)點是作為傳遞事件的節(jié)點，可以對各個節(jié)點和域值進(jìn)行控制、傳送和更改處理。當(dāng)用戶在平臺點擊按鈕后，就觸發(fā)了這個事件，使這個事件處于激活狀態(tài)，然后通過節(jié)點Route，將這個事件的激活狀態(tài)傳遞給了腳本節(jié)點Script下的指定Field節(jié)點，接著便是腳本節(jié)點Script下的程序開始運行，讓模型按照規(guī)劃好的路徑運動。

三維路徑動畫應(yīng)用在排球教學(xué)中的效果

(1)三維路徑動畫的直觀性實現(xiàn)了排球教學(xué)的重難點突破借助信息技術(shù)教學(xué)，它能有效的彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，化抽象為具體，把難以理解的內(nèi)容或是不容易觀察到的事物，用信息技術(shù)手段充分顯示出來，調(diào)動學(xué)生的直視功能，為突破難點創(chuàng)造出良好的條件。

(2)運用計算機動畫技術(shù)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣教育心理學(xué)研究表明，學(xué)習(xí)動機中最現(xiàn)實、最活躍的因素是認(rèn)識的興趣，人們在滿懷興趣的狀態(tài)下所學(xué)的一切，常常掌握得迅速而牢固。在排球教學(xué)過程中運用三維路徑動畫輔助教學(xué)，實質(zhì)上是給學(xué)生一種新異的刺激，目的在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(3)三維路徑動畫有助于教師采用正誤對比，及時糾正學(xué)生的錯誤動作體育教學(xué)中為了減少和避免學(xué)生在練習(xí)中產(chǎn)生錯誤，通常都示范正確動作的同時指出易犯錯誤和產(chǎn)生的原因。采用三維路徑動畫，可以演示錯誤動作的產(chǎn)生過程和原因，讓學(xué)生邊看邊想，自我比較，能夠避免許多常見錯誤動作的發(fā)生，這樣即可以快速掌握動作，又培養(yǎng)了學(xué)生的觀察和分析能力。

結(jié)論

本系統(tǒng)利用三維路徑動畫輔助排球移動技術(shù)的教學(xué)和訓(xùn)練是可行和有效的，可以提高學(xué)生的課程掌握能力，實現(xiàn)了課堂教育的有效性。如果整套系統(tǒng)可以加入三維立體掃描儀進(jìn)行學(xué)生的運動軌跡采集捕捉，進(jìn)行研究后將可以更方便的分析學(xué)生錯誤，將更有效的提高教學(xué)效率。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，體育教育工作者應(yīng)該嘗試運用三維技術(shù)輔助教學(xué)和訓(xùn)練，提高排球教學(xué)訓(xùn)練的科技含量，真正落實教育有效性的問題。（本文作者：涂嘉慶、戴慧芬 單位：溫州大學(xué)城市學(xué)院信息工程分院、溫州市第二十三中學(xué)體育組）