大型團(tuán)體操編排軟件設(shè)計(jì)構(gòu)想*

王秀平 王 健 齊 芳

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大型團(tuán)體操編排軟件設(shè)計(jì)構(gòu)想*

王秀平1王 健2齊 芳2

（1.忻州師范學(xué)院，山西 忻州 034000；2.天津體院學(xué)院，天津 300381）

詳述了設(shè)計(jì)并實(shí)施團(tuán)體操編排軟件的過程。論述了團(tuán)體操創(chuàng)編軟件的研究方法、研究步驟以及進(jìn)行團(tuán)體操軟件輔助創(chuàng)編的必要性和緊迫性。為計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用在團(tuán)體操創(chuàng)編中做了一個(gè)有效的嘗試，對團(tuán)體操創(chuàng)編軟件的開發(fā)進(jìn)行新的認(rèn)識(shí)和思考。主要根據(jù)大型團(tuán)體操創(chuàng)編過程中遇到的實(shí)際問題，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢，努力推進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與團(tuán)體操創(chuàng)編的整合，開發(fā)出一款適合團(tuán)體操創(chuàng)編需要的軟件。

團(tuán)體操；編排；軟件；設(shè)計(jì)

1 引言

團(tuán)體操是由成千上萬個(gè)表演者在大型的場（館）上所進(jìn)行的以各種形式的體育、文藝以及文體表演為表演題材；以雄偉壯觀的隊(duì)形變換和絢麗多彩的圖案造型為表演形式；以音樂、道具、服裝、背景、場景（舞臺(tái)）燈光以及高科技等為藝術(shù)裝飾，能表達(dá)一定主題思想的大型文體表演[1]。

社會(huì)的進(jìn)步以及由于現(xiàn)代體育的蓬勃發(fā)展，大型運(yùn)動(dòng)會(huì)開、閉幕式上的團(tuán)體操表演已經(jīng)成為一種寶貴的文化財(cái)富，對人類的文化繁榮和文明進(jìn)步都有著深遠(yuǎn)重大的影響。從運(yùn)動(dòng)會(huì)的角度講，團(tuán)體操表演的成功意味著“運(yùn)動(dòng)會(huì)成功的一半”[2]。從政治意義上講，開幕式、閉幕式上的團(tuán)體操表演反映了一個(gè)國家的政治、經(jīng)濟(jì)、管理實(shí)力和文化、體育、藝術(shù)水平，體現(xiàn)出強(qiáng)烈的時(shí)代特征和深厚的民族文化底蘊(yùn)[3]。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和物質(zhì)文明的進(jìn)步，團(tuán)體操以廣場文化的形式吸引了很多的普通百姓，它已經(jīng)成為一種大眾健身鍛煉的方式，一種大眾體育的標(biāo)志，并以一種廣場的群眾體育文化形式蓬勃發(fā)展。無論是大型運(yùn)動(dòng)會(huì)開、閉幕式上的團(tuán)體操的表演還是大眾的廣場表演，團(tuán)體操都以整齊劃一的隊(duì)形變換和表演作為其表演成功的重要標(biāo)志。

團(tuán)體操是一項(xiàng)體育與藝術(shù)高度結(jié)合的綜合性的集體表演項(xiàng)目[4]。它以體操為主體，包容各種各樣的體臺(tái)、文藝形式。動(dòng)作造型、隊(duì)形圖案和藝本裝飾(音樂、道具、服裝乃全背景、場景、燈光等)是其最基本的構(gòu)成要素[5]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，團(tuán)體操表演的社會(huì)性質(zhì)也隨之提升，使得團(tuán)體操創(chuàng)編的手段顯得嚴(yán)重滯后[6]。所以，有效地利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)團(tuán)體操創(chuàng)編的真實(shí)性是解決團(tuán)體操創(chuàng)編的首要問題。鑒于此，我們設(shè)計(jì)開發(fā)了一款團(tuán)體操創(chuàng)編系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括隊(duì)形圖案設(shè)計(jì)模塊、2D虛擬動(dòng)畫模塊和3D模擬動(dòng)畫模塊。將現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與團(tuán)體操的創(chuàng)編有機(jī)地結(jié)合，使創(chuàng)編效果具有直觀性、現(xiàn)實(shí)性，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)編工作的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有效提高。

2 團(tuán)體操創(chuàng)編軟件的基本功能設(shè)想

本軟件主體程序設(shè)計(jì)語言選用C/C++，開發(fā)環(huán)境為Visual Studio6.0，以調(diào)用Windows API進(jìn)行編程為主，來提高軟件的靈活性。在2D虛擬動(dòng)畫模塊設(shè)計(jì)中，由于對動(dòng)畫設(shè)計(jì)要求不是很高，所以采用Windows GDI函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。而在3D模擬動(dòng)畫模塊中，對動(dòng)畫的速度、逼真度、細(xì)膩度等指標(biāo)要求較高，所以擬采用許多大型3D游戲編程利用的相對成熟的DirectX技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。整個(gè)軟件利用動(dòng)態(tài)鏈接庫技術(shù)進(jìn)行模塊封裝，以實(shí)現(xiàn)軟件的模塊化，這有利于節(jié)省內(nèi)存，提高執(zhí)行的效率，擴(kuò)展和升級軟件的功能。

2.1 隊(duì)形圖案設(shè)計(jì)模塊

本模塊是團(tuán)體操創(chuàng)編系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)，是我們傳統(tǒng)創(chuàng)編中在圖紙上描繪隊(duì)形圖案的替代。本模塊主要包括：場地參數(shù)設(shè)置，隊(duì)形圖案編輯，支持用戶自定義的可擴(kuò)充隊(duì)形庫，演員編號(hào)自動(dòng)生成，打印預(yù)覽隊(duì)形圖案等。

當(dāng)一個(gè)新的團(tuán)體操創(chuàng)編工程建立后，首先需將采集到的實(shí)際場地的長度和寬度（單位：米）輸入到場地參數(shù)設(shè)置對話框，模塊按比例自動(dòng)生成帶有網(wǎng)格和坐標(biāo)指示的場地模擬圖，并顯示當(dāng)前視圖的比例尺。用戶可根據(jù)需要顯示或隱藏網(wǎng)格和坐標(biāo)指示，也可以縮小或放大視圖，以便進(jìn)行隊(duì)形圖案的編輯。隊(duì)形圖案中的一個(gè)演員用可自選顏色的小圓點(diǎn)來表示，利用隊(duì)形圖案編輯功能，用戶可以將一個(gè)演員添加到場地上。還可以使給定人數(shù)的方陣、隊(duì)列或隊(duì)形庫中的隊(duì)形添加到場地中，用戶可以對隊(duì)形庫中的隊(duì)形圖案進(jìn)行擴(kuò)充，即支持用戶自定義隊(duì)形圖案（包括不規(guī)則隊(duì)形圖案）。隊(duì)形庫中的隊(duì)形圖案可以在其它新建的工程中被共享使用，大大提升了創(chuàng)編的效率。用戶可以利用鼠標(biāo)的拖放功能改變演員或隊(duì)形在場地中的位置，也可以刪除添加到場地的演員或更改他們的顏色屬性等編輯功能，隊(duì)形圖案確定之后可以保存當(dāng)前的隊(duì)形畫面，然后進(jìn)行下一個(gè)隊(duì)形的編輯。在進(jìn)行下一個(gè)隊(duì)形圖案的編輯時(shí)為了區(qū)別演員的不同，需利用演員編號(hào)自動(dòng)生成功能給每一個(gè)演員進(jìn)行唯一編號(hào)。每一個(gè)編輯好的隊(duì)形圖案可以利用打印預(yù)覽功能進(jìn)行預(yù)覽打印。本模塊中隊(duì)形圖案的圖形顯示技術(shù)是調(diào)用Windows GDI函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

2.2 2D模擬動(dòng)畫模塊

本模塊是建立在隊(duì)形圖案設(shè)計(jì)模塊的基礎(chǔ)之上，同時(shí)為下面提到的3D模擬動(dòng)畫模塊提供支撐。本模塊基本上實(shí)現(xiàn)了隊(duì)形變化過程的動(dòng)畫演示，但由于沒有3D的支持，隊(duì)形的整個(gè)變化過程沒有做到生動(dòng)逼真的效果，只是為創(chuàng)編者提供了隊(duì)形變化2D演示，為創(chuàng)編者提供一個(gè)隊(duì)形變化的可行性的分析。本模塊主要包括：規(guī)則型運(yùn)動(dòng)路徑庫（可擴(kuò)充）、用戶自定義運(yùn)動(dòng)路徑庫（路徑可以是不規(guī)則幾何圖形）、碰撞檢測、背景音樂播放、時(shí)間控制和動(dòng)畫生成。

本模塊的功能是利用隊(duì)形圖案設(shè)計(jì)模塊中設(shè)計(jì)出的一幅幅隊(duì)形圖案為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前隊(duì)形圖案到下一隊(duì)形圖案的隊(duì)形變化模擬過程，模塊提供了許多規(guī)則型的運(yùn)動(dòng)路徑可供選擇，例如：直線，弧線、貝塞爾曲線等；也可以自定義路線以實(shí)現(xiàn)不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)路徑，來提升編排的靈活性和個(gè)性化?？梢赃x定一個(gè)演員或多個(gè)演員以用戶設(shè)置的路徑運(yùn)動(dòng)，不同演員可以設(shè)置不同的運(yùn)動(dòng)路徑，在運(yùn)動(dòng)過程中利用碰撞檢測算法避免演員發(fā)生碰撞。模塊還提供了背景音樂播放功能，音樂的格式可以為mp3、wav等。通過加入時(shí)間控制功能，使導(dǎo)演對整個(gè)表演過程的時(shí)間能夠準(zhǔn)確把握，讓運(yùn)動(dòng)員在指定時(shí)間內(nèi)完成圖案變化，達(dá)到和背景音樂完美結(jié)合的效果。利用設(shè)置好的演員運(yùn)動(dòng)路徑數(shù)據(jù)結(jié)合碰撞檢測算法就可以生成2D模擬動(dòng)畫并生成每個(gè)演員的運(yùn)動(dòng)位移坐標(biāo)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存。本模塊主要調(diào)用GDI函數(shù)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫效果，利用雙緩沖技術(shù)來消除動(dòng)畫中的閃爍，來實(shí)現(xiàn)高速平滑的動(dòng)畫效果。

2.3 3D模擬動(dòng)畫模塊

本模塊是建立在2D模擬動(dòng)畫模塊的基礎(chǔ)之上，其主要功能就是將2D模擬動(dòng)畫轉(zhuǎn)換為3D動(dòng)畫，并結(jié)合背景音樂將創(chuàng)編出來的團(tuán)體操虛擬再現(xiàn)。模塊利用2D模擬動(dòng)畫模塊在生成動(dòng)畫時(shí)，存儲(chǔ)的每個(gè)演員在運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移坐標(biāo)數(shù)據(jù)得到3D模擬動(dòng)畫的每一幀中演員的位置，然后利用3DS MAX建立的模型，包括3D場景、演員、服裝、道具等，調(diào)用DirectX函數(shù)將這些分散獨(dú)立的模型有機(jī)的融合，實(shí)現(xiàn)生動(dòng)逼真的3D動(dòng)畫。由于3D模擬動(dòng)畫模塊中演員的位移坐標(biāo)數(shù)據(jù)是讀取2D模擬動(dòng)畫模塊生成的位移坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，當(dāng)創(chuàng)編工作在2D模擬動(dòng)畫模塊中修改后會(huì)自動(dòng)生成新的位移坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，所以在3D模擬中無需進(jìn)行任何的修改就可以模擬出修改后的3D動(dòng)畫，這種模塊化的程序設(shè)計(jì)對于以后的軟件或模塊的升級提供了極大的方便。另外3D模擬動(dòng)畫模塊還必須實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要功能就是可利用鼠標(biāo)和鍵盤等輸入設(shè)備來能夠控制觀看的角度和位置，同時(shí)，在播放3D動(dòng)畫時(shí)還應(yīng)具有慢放、快進(jìn)和暫停的功能，這樣創(chuàng)編者可以從各個(gè)角度和位置對虛擬的團(tuán)體操表演進(jìn)行觀看，及時(shí)發(fā)現(xiàn)編排過程中出現(xiàn)的不足，以便進(jìn)行進(jìn)一步修改。

在本模塊中，利用3DS MAX建立龐大的模型庫是至關(guān)重要的，只有豐富了各種各樣模型，在3D動(dòng)畫中才會(huì)有更多的場景，更多的演員、服裝、道具供創(chuàng)編者們?nèi)ミx擇。

3 結(jié)語

3.1本軟件的實(shí)例創(chuàng)編素材比較少；創(chuàng)編部分沒有實(shí)現(xiàn)路徑跟隨功能；智能控制與選擇功能有待進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

3.2本研究開發(fā)了一個(gè)團(tuán)體操創(chuàng)編輔助教學(xué)軟件。本軟件是以現(xiàn)代教育思想和學(xué)習(xí)理論為理論基礎(chǔ)，結(jié)合體育教學(xué)以及團(tuán)體操這門課程的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。

3.3計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)的飛速發(fā)展和當(dāng)前傳統(tǒng)的團(tuán)體操編排手段的落后形成了鮮明的對比，如何更好的將計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)應(yīng)用到團(tuán)體操編排中將會(huì)是一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的課題，同時(shí)也是一項(xiàng)繁重而緊迫的任務(wù)?？傊\(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來促進(jìn)大型團(tuán)體操的創(chuàng)編已經(jīng)取得了初步的成績，但是其中我們還是遇到了許多難題，這是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜，而且耗時(shí)耗力的工作，還需要我們長時(shí)間的進(jìn)一步研究、探索和實(shí)踐，來增加本軟件的功能，使之更好的為教學(xué)和大型運(yùn)動(dòng)會(huì)的創(chuàng)編、演示服務(wù)。

[1] 楊賓. 論現(xiàn)代大型團(tuán)體操的概念[J]. 湖北體育科技，2004（6）：438-439.

[2][3] 黃寬柔，胡小明，李佐惠等. 我國大型運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕式表演的特點(diǎn)、創(chuàng)新及對社會(huì)的影響[J].體育學(xué)刊，2003（1）：67-69.

[4] 黃寬柔，周建設(shè).團(tuán)體操 健美操[M]，南寧：廣西師范大學(xué)出版社，2000.12.

[5] 鄭幸紅，張涵勁，團(tuán)體操創(chuàng)編理論與實(shí)踐[M]，廈門：廈門大學(xué)出版社，2001.11.

[6] 黃寬柔.我國團(tuán)體操的發(fā)展與展望[J]，體育科學(xué)，1994（1）:29-32.

[7] 夏環(huán)珍.團(tuán)體操[M]，北京：知識(shí)出版社，1998，5.

Idea of Software Design of Making up Mass calisthenics

WANG Xiu-ping, etal.

(Xinzhou normal college, Xinzhou 034000, Shanxi, China)

This article dwells on the process of software design and implementation of making up group calisthenics, discusses the research methods and steps of software of making up group calisthenics, and the necessity and urgency of auxiliary making up of group calisthenics software, creates an effective attempt for the application of computer software in group calisthenics. According to the problems encountered in the process of making up group calisthenics, studies on how to give full play to the advantage of computer, effort to promote the integration of computer technology and group calisthenics creation, develop the suitable software for the demand of making up group calisthenics.

group calisthenics; make up; software; design

*基金課題：忻州師范學(xué)院院級基金課題，項(xiàng)目編號(hào)：200920。

王秀平（1979-），山西人，碩士，講師，研究方向：體育教學(xué)。