王秀平 王 健 齊 芳

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大型團體操編排軟件設計構(gòu)想*

王秀平1王 健2齊 芳2

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

詳述了設計并實施團體操編排軟件的過程。論述了團體操創(chuàng)編軟件的研究方法、研究步驟以及進行團體操軟件輔助創(chuàng)編的必要性和緊迫性。為計算機軟件應用在團體操創(chuàng)編中做了一個有效的嘗試，對團體操創(chuàng)編軟件的開發(fā)進行新的認識和思考。主要根據(jù)大型團體操創(chuàng)編過程中遇到的實際問題，充分發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，努力推進計算機技術(shù)與團體操創(chuàng)編的整合，開發(fā)出一款適合團體操創(chuàng)編需要的軟件。

團體操；編排；軟件；設計

1 引言

團體操是由成千上萬個表演者在大型的場（館）上所進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）燈光以及高科技等為藝術(shù)裝飾，能表達一定主題思想的大型文體表演[1]。

社會的進步以及由于現(xiàn)代體育的蓬勃發(fā)展，大型運動會開、閉幕式上的團體操表演已經(jīng)成為一種寶貴的文化財富，對人類的文化繁榮和文明進步都有著深遠重大的影響。從運動會的角度講，團體操表演的成功意味著“運動會成功的一半”[2]。從政治意義上講，開幕式、閉幕式上的團體操表演反映了一個國家的政治、經(jīng)濟、管理實力和文化、體育、藝術(shù)水平，體現(xiàn)出強烈的時代特征和深厚的民族文化底蘊[3]。同時，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和物質(zhì)文明的進步，團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。無論是大型運動會開、閉幕式上的團體操的表演還是大眾的廣場表演，團體操都以整齊劃一的隊形變換和表演作為其表演成功的重要標志。

團體操是一項體育與藝術(shù)高度結(jié)合的綜合性的集體表演項目[4]。它以體操為主體，包容各種各樣的體臺、文藝形式。動作造型、隊形圖案和藝本裝飾(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]。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，團體操表演的社會性質(zhì)也隨之提升，使得團體操創(chuàng)編的手段顯得嚴重滯后[6]。所以，有效地利用計算機來實現(xiàn)團體操創(chuàng)編的真實性是解決團體操創(chuàng)編的首要問題。鑒于此，我們設計開發(fā)了一款團體操創(chuàng)編系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括隊形圖案設計模塊、2D虛擬動畫模塊和3D模擬動畫模塊。將現(xiàn)代先進的計算機技術(shù)與團體操的創(chuàng)編有機地結(jié)合，使創(chuàng)編效果具有直觀性、現(xiàn)實性，從而實現(xiàn)創(chuàng)編工作的經(jīng)濟效益和社會效益的有效提高。

2 團體操創(chuàng)編軟件的基本功能設想

本軟件主體程序設計語言選用C/C++，開發(fā)環(huán)境為Visual Studio6.0，以調(diào)用Windows API進行編程為主，來提高軟件的靈活性。在2D虛擬動畫模塊設計中，由于對動畫設計要求不是很高，所以采用Windows GDI函數(shù)來實現(xiàn)。而在3D模擬動畫模塊中，對動畫的速度、逼真度、細膩度等指標要求較高，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)來實現(xiàn)。整個軟件利用動態(tài)鏈接庫技術(shù)進行模塊封裝，以實現(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，擴展和升級軟件的功能。

2.1 隊形圖案設計模塊

本模塊是團體操創(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形圖案的替代。本模塊主要包括：場地參數(shù)設置，隊形圖案編輯，支持用戶自定義的可擴充隊形庫，演員編號自動生成，打印預覽隊形圖案等。

當一個新的團體操創(chuàng)編工程建立后，首先需將采集到的實際場地的長度和寬度（單位：米）輸入到場地參數(shù)設置對話框，模塊按比例自動生成帶有網(wǎng)格和坐標指示的場地模擬圖，并顯示當前視圖的比例尺。用戶可根據(jù)需要顯示或隱藏網(wǎng)格和坐標指示，也可以縮小或放大視圖，以便進行隊形圖案的編輯。隊形圖案中的一個演員用可自選顏色的小圓點來表示，利用隊形圖案編輯功能，用戶可以將一個演員添加到場地上。還可以使給定人數(shù)的方陣、隊列或隊形庫中的隊形添加到場地中，用戶可以對隊形庫中的隊形圖案進行擴充，即支持用戶自定義隊形圖案（包括不規(guī)則隊形圖案）。隊形庫中的隊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。用戶可以利用鼠標的拖放功能改變演員或隊形在場地中的位置，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，隊形圖案確定之后可以保存當前的隊形畫面，然后進行下一個隊形的編輯。在進行下一個隊形圖案的編輯時為了區(qū)別演員的不同，需利用演員編號自動生成功能給每一個演員進行唯一編號。每一個編輯好的隊形圖案可以利用打印預覽功能進行預覽打印。本模塊中隊形圖案的圖形顯示技術(shù)是調(diào)用Windows GDI函數(shù)來實現(xiàn)的。

2.2 2D模擬動畫模塊

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

本模塊的功能是利用隊形圖案設計模塊中設計出的一幅幅隊形圖案為基礎(chǔ)，實現(xiàn)當前隊形圖案到下一隊形圖案的隊形變化模擬過程，模塊提供了許多規(guī)則型的運動路徑可供選擇，例如：直線，弧線、貝塞爾曲線等；也可以自定義路線以實現(xiàn)不規(guī)則的運動路徑，來提升編排的靈活性和個性化?？梢赃x定一個演員或多個演員以用戶設置的路徑運動，不同演員可以設置不同的運動路徑，在運動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。通過加入時間控制功能，使導演對整個表演過程的時間能夠準確把握，讓運動員在指定時間內(nèi)完成圖案變化，達到和背景音樂完美結(jié)合的效果。利用設置好的演員運動路徑數(shù)據(jù)結(jié)合碰撞檢測算法就可以生成2D模擬動畫并生成每個演員的運動位移坐標數(shù)據(jù)并儲存。本模塊主要調(diào)用GDI函數(shù)來實現(xiàn)動畫效果，利用雙緩沖技術(shù)來消除動畫中的閃爍，來實現(xiàn)高速平滑的動畫效果。

2.3 3D模擬動畫模塊

本模塊是建立在2D模擬動畫模塊的基礎(chǔ)之上，其主要功能就是將2D模擬動畫轉(zhuǎn)換為3D動畫，并結(jié)合背景音樂將創(chuàng)編出來的團體操虛擬再現(xiàn)。模塊利用2D模擬動畫模塊在生成動畫時，存儲的每個演員在運動時的位移坐標數(shù)據(jù)得到3D模擬動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)將這些分散獨立的模型有機的融合，實現(xiàn)生動逼真的3D動畫。由于3D模擬動畫模塊中演員的位移坐標數(shù)據(jù)是讀取2D模擬動畫模塊生成的位移坐標數(shù)據(jù)文件，當創(chuàng)編工作在2D模擬動畫模塊中修改后會自動生成新的位移坐標數(shù)據(jù)文件，所以在3D模擬中無需進行任何的修改就可以模擬出修改后的3D動畫，這種模塊化的程序設計對于以后的軟件或模塊的升級提供了極大的方便。另外3D模擬動畫模塊還必須實現(xiàn)的一個重要功能就是可利用鼠標和鍵盤等輸入設備來能夠控制觀看的角度和位置，同時，在播放3D動畫時還應具有慢放、快進和暫停的功能，這樣創(chuàng)編者可以從各個角度和位置對虛擬的團體操表演進行觀看，及時發(fā)現(xiàn)編排過程中出現(xiàn)的不足，以便進行進一步修改。

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動畫中才會有更多的場景，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本軟件的實例創(chuàng)編素材比較少；創(chuàng)編部分沒有實現(xiàn)路徑跟隨功能；智能控制與選擇功能有待進一步實現(xiàn)。

3.2本研究開發(fā)了一個團體操創(chuàng)編輔助教學軟件。本軟件是以現(xiàn)代教育思想和學習理論為理論基礎(chǔ)，結(jié)合體育教學以及團體操這門課程的特點而設計的。

3.3計算機軟件開發(fā)技術(shù)的飛速發(fā)展和當前傳統(tǒng)的團體操編排手段的落后形成了鮮明的對比，如何更好的將計算機軟件開發(fā)技術(shù)應用到團體操編排中將會是一個極富挑戰(zhàn)性的課題，同時也是一項繁重而緊迫的任務?？傊?，運用計算機技術(shù)來促進大型團體操的創(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，這是一項龐大、復雜，而且耗時耗力的工作，還需要我們長時間的進一步研究、探索和實踐，來增加本軟件的功能，使之更好的為教學和大型運動會的創(chuàng)編、演示服務。

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

[2][3] 黃寬柔，胡小明，李佐惠等. 我國大型運動會開幕式表演的特點、創(chuàng)新及對社會的影響[J].體育學刊，2003（1）：67-69.

[4] 黃寬柔，周建設.團體操 健美操[M]，南寧：廣西師范大學出版社，2000.12.

[5] 鄭幸紅，張涵勁，團體操創(chuàng)編理論與實踐[M]，廈門：廈門大學出版社，2001.11.

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

[7] 夏環(huán)珍.團體操[M]，北京：知識出版社，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：忻州師范學院院級基金課題，項目編號：200920。

王秀平（1979-），山西人，碩士，講師，研究方向：體育教學。