田徑人體動作計算機繪圖軟件開發(fā)與設計

令寶

（西安工業(yè)大學 體育學院，陜西 西安 710032）

田徑人體動作計算機繪圖軟件開發(fā)與設計

令寶

（西安工業(yè)大學 體育學院，陜西 西安 710032）

對于當前體育田徑教學繪圖中，多是基于基本的繪畫知識，才會運用簡練的人體繪畫技巧，繪制田徑人體動作；本篇從當前人們對田徑繪圖的需求出發(fā)，可以優(yōu)化設計出關于田徑人體動作的計算機繪圖軟件，有助于大大提升繪圖軟件的設計質量。結果表明，開發(fā)設計田徑人體動作計算機繪圖軟件，能簡化田徑人體動作繪制難度，提升繪制田徑人體動作圖像的效益，提升20%，發(fā)揮積極開發(fā)設計效益。結論證實，在當代田徑教學中，開發(fā)田徑人體動作計算機繪圖軟件，能夠簡化實際中繪制人體動作圖形的難度，能夠以輪廓圖的方式繪制人體動作，發(fā)揮積極影響。

人體動作；繪圖軟件；田徑；計算機

在田徑繪圖中，主要就是確保體育工作者能夠以繪圖方式，輔助田徑教學[1]，有助于提升田徑體育教學的質量，使人們更加喜歡田徑運動，使人們能夠直觀正確的掌握田徑人體基本動作技能，發(fā)揮積極影響。開發(fā)設計出田徑人體動作計算機繪圖軟件，符合當前田徑繪圖的發(fā)展趨勢。以下本篇對此做具體分析。

1 需求分析

在當前體育田徑運動中，為確保提升田徑人體動作繪圖質量，能夠更加形象、立體的繪制田徑人體動作圖形，僅僅采取傳統(tǒng)的簡筆畫技巧來繪制人體動作圖，顯然已經(jīng)不能滿足當前的田徑繪圖需求[2]。對此，基于當前計算機繪圖技術、信息化軟件技術不斷發(fā)展的前提下，優(yōu)化設計開發(fā)田徑人體動作繪圖軟件，已成為一種未來田徑人體動作繪圖的趨勢[3-5]。優(yōu)化設計開發(fā)基于田徑人體動作的計算機繪圖軟件，應該確保運用該軟件可以繪畫出更加真實的田徑人體動作圖，能夠形象地表現(xiàn)田徑人體動作，確保軟件符合應用需求[7]。設計田徑人體動作計算機繪圖軟件，為的就是簡化田徑人體動作繪圖難度，提升實際繪制田徑人體動作的效率[8-12]，確保設計的繪圖軟件可以符合實際用戶的應用需求。

2 構建人體動作繪圖模型

對于體育的田徑繪圖之中，其實際繪圖的范圍主要包括：繪制田徑技術的人體動作圖、田徑場地圖、田徑腳印圖、田徑隊列圖等。然而，在其中繪制田徑人體動作圖的難度較大，因為人體運動時的動作變化較多，人體的動作圖在繪制時也顯得較為復雜[13]。在本次研究中，應該能夠重點建立關于田徑中人體動作的單線條圖以及輪廓圖的模型，找出田徑技術動作繪圖方面比較有代表性的動作。如圖1所示。

圖1 人體動作模型

創(chuàng)建一個虛擬的人體模型，可以遵照基于NASA研究得出的NASA RP-1024報告內容，從而可以將人體用數(shù)字、線框、陰影描繪成具備高解析度以及透明的模型。同時，可以在創(chuàng)建虛擬模型中，確保該軟件可以繪制不同人體尺寸的動作，確保該軟件在實際中發(fā)揮應用價值。

3 設計開發(fā)田徑人體動作計算機繪圖軟件

3.1 設計田徑人體動作模型

單線條模型：應用Microsoft Office，選用編程語言VBA（visual basicforapplication）[14]，可以在Microsoft Office的工作區(qū)中，通過添加畫布的方式，然后選擇相應的線條、箭頭、圓等自選圖形，并應用鼠標拖拽這些圖形，一次繪制出人體動作的模板圖形，然后可以對模板中的圖形，根據(jù)田徑不同環(huán)節(jié)中對人體肢體、軀干的運動要求，調整人體動作形式，從而可以得到需求的單線人體動作圖片。如圖2所示。

圖2 人體動作模型

設計人體輪廓模型：在實際中，能夠把繪畫出的人體速寫輪廓圖，當作開發(fā)本次田徑人體動作計算機繪圖軟件的主要突破口，能夠基于元件化設計理念，將田徑人體動作分解為一個一個的元件，通過元件的組合，來優(yōu)化構建人體動作的大致輪廓。具體如圖3所示。

圖3 人體輪廓

在本次設計的計算機繪圖軟件中，可以把田徑中人體的輪廓圖進行分解，可以將其分解為14個不同的人體動作元件，其中包括頭元件、軀干元件、左上臂元件、左大腿元件以及右上臂等不同的元件；然后，可以為14個人體動作元件構建動作模型，確保在繪圖軟件中每個元件的模板之間是相互獨立又相互協(xié)調的，可以根據(jù)田徑人體動作運動情況，單獨調整每個元件，對人體動作元件進行相應的幾何 （縮放、翻轉、平移）變換，之后就可以將組合得出的元件繪制成完整的田徑人體動作圖片。

3.2 設計田徑人體動作元件

設計一級元件：在設計開發(fā)田徑人體動作的計算機繪圖軟件中，可以將一個完整的人體動作過程分解成 “頭和軀干”的動作、“上肢”的動作、“下肢”的動作3種類型，在系統(tǒng)中，可以提煉出每一類動作為其設置專門的元件庫，這樣在今后使用軟件時，就可以從軟件庫中選擇相應的動作，簡化繪圖過程。

設計人體動作二級元件：在繪圖軟件設計中，其二級元件是在一級元件化基礎進行設計的，主要就是根據(jù)田徑運動的環(huán)節(jié)來進行劃分。在田徑運動中，可以根據(jù)頭元件、軀干元件以及腳等基本元件的特征，繪制構成田徑人體動作圖，這樣繪制出的人體動作圖形，可以有效減少圖片中拼接的痕跡，減少計算機繪圖的時間[15]。在本次設計的計算機繪圖軟件之中，能夠設置虛擬田徑運動中人體的姿態(tài)，然后就可以通過直接操縱人體的關節(jié)，或是從人體動作元件庫中選擇符合描述的虛擬動作，就可以直接繪制出人體動作圖，保證運動軟件繪制出田徑人體動作的準確性。

3.3 優(yōu)化設計繪圖軟件中的動作圖庫

在開發(fā)設計田徑人體動作計算機繪圖軟件中，可以應用數(shù)字圖像成像儀器（掃描儀、數(shù)碼相機），將拍攝得到的人體動作圖片進行處理后，選擇沒有噪聲干擾的圖像、色相亮度一致的圖像，運用Fireworks軟件，將其導入到軟件中，然后可以生成GIF格式的圖片進行保存。然后，可以將得到的圖片，選擇出有代表價值的人體動作測量數(shù)據(jù)，基于不同人體在田徑運動中的動作特征，從人眼視覺范圍、人體動作幅度、人體動作轉化時間等多個方面，計算得出合理的人體動作繪圖數(shù)據(jù)，構建軟件中的人體動作圖庫。在本次設計的計算機繪圖軟件中，能夠基于ANSUR 88數(shù)據(jù)庫，基于指定的寬放，優(yōu)化構造田徑人體模型，如人體的肩寬度、坐高、等等信息；并且在該數(shù)據(jù)庫中，還可存放一些列可以計算出人體體質量、身高差、運動速度相關的算法，在ANSUR 88數(shù)據(jù)庫中更能夠自動生成人體動作數(shù)據(jù)，優(yōu)化提升繪圖軟件中人體動作數(shù)據(jù)的完整性。

3.4 軟件代碼設計實現(xiàn)

可以在設計的計算機繪圖軟件中，有效定義該計算機繪圖軟件同大環(huán)境中人體動作之間的關系約束，能夠指定虛擬田徑人體與虛擬田徑環(huán)境的動作互動。在設計的計算機繪圖軟件之中，允許該軟件的用戶，可采取不同的方式有效定義出人體同物體間的動作約束，確?？梢跃_繪畫出人體動作[16]。在計算機繪圖軟件與中，能夠創(chuàng)建交互式的人體動作，以此可以控制人體中頭部、軀干、以及骨盆、手臂等不同肢體部位的動作，使繪制出的田徑人體動作更具真實性。此外，在本次設計的計算機繪圖軟件中，可以通過攝像機捕捉畫面，使田徑人體物體與相機進行平面移動，這樣就可以在軟件中，對于田徑人體動作進行回放處理，精確分析捕獲人體動作細節(jié)，使繪制的人體動作圖像更具時效性。部分代碼如下所示：

4 應用效益分析

為驗證本次開發(fā)軟件在實際繪制田徑動作圖中的有效性，可以先在軟件中放置一個虛擬的人體模型，然后就可以根據(jù)這種人體工作姿勢，從而可以測試出不同動作中人體的工作圖形。并且，針對人體在軟件環(huán)境中相對位置的變化，可以交互式的測量在這個計算機環(huán)境中不同點間存在的距離，這樣可以有效量化田徑人體動作精度。在計算機繪圖軟件中，人體在田徑中作出相應動作時，就會突出展現(xiàn)出人體在該軟件環(huán)境中的實時數(shù)據(jù)，從而提升軟件繪圖的靈敏性。運用該計算機繪圖軟件，繪制田徑動作圖如圖4所示。

圖4 繪制的田徑動作圖

開發(fā)設計田徑人體動作計算機繪圖軟件，能簡化田徑人體動作繪制難度，提升繪制田徑人體動作圖像的效益，提升20%，發(fā)揮積極開發(fā)設計效益。

5 結 論

綜上所述，在當代的田徑教學過程中，運用計算機技術，構建開發(fā)關于田徑中人體動作的計算機繪圖軟件，能夠確保實際中利用計算機的強大功能，有效繪制出田徑中人體的動作輪廓圖形，能夠簡化實際中繪制人體動作圖形的難度，能夠以輪廓圖的方式繪制人體動作，發(fā)揮積極影響。

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Development and design of computer graphics software for track and field body movement

LING Bao
（College of Physical Education，Xi'an Technological University，Xi'an 710032，China）

For the athletics sports teaching drawing，is based on the basic knowledge of painting would make use of concise body painting skills and draw the track and field action of human；this article starting from the needs of the people on the track and field drawing current，optimization design on the track and field action of human computer graphics software，can greatly improve the design quality of the drawing software.The results show that the design and development of track and field action of human computer drawing software，can simplify the difficulty of drawing and human action，increased the rendering efficiency of track and field action of human image，up to 20%，bringing into play the benefit of the design of positive development.In conclusion，this study demonstrated that in the modern track and field teaching，the development of track and field action of human computer drawing software to simplify the actual rendering the difficulty of human motion graphics，to outline drawing human action，playing a positive role in.

human motion；drawing software；track and field；computer

TN99

A

1674－6236（2017）09-0175-04

2016-06-02稿件編號：201606015

陜西省社會科學基金項目（2015P008）

令 寶（1974—），男，甘肅定西人，講師。研究方向：大學體育教學與訓練。