团体操创编设计的可视化研究

(北京师范大学 体育与运动学院，北京 100875)
摘 要：通过对团体操构成元素的分析，明确计算机设计的核心内容，提供了应用图像软件设计团体操的特定思路、方法和部分实例。
关键词：团体操；创编；计算机；设计；可视化
中图分类号：TP399∶G837  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)08—0064—03

随着我国经济的繁荣、科技的进步和全民文化生活水平的提高，团体操作为体育文化的重要组成部分已经得到空前的发展。自第一届全运会开幕式的大型团体操获得巨大成功以来，历经半个世纪，团体操已经发展成：“由几十人，几百人以至成千上万人，在大的场（馆）中，通过以体操为主体的各色各样的体育、艺术形式和队形变化、图案造型，配以音乐、道具、服装以至背景、场景（舞台）、灯光等艺术装饰，所构成的体育艺术性的集体表演项目”［1］。随着团体操的发展，传统的团体操创编设计手段——手绘平面设计图，已经满足不了团体操编导的实际需要。运用计算机可视化技术辅助团体操的创编设计，可以提高创编设计效率、完善创编设计效果、节约训练成本。
1 问题的提出

一部团体操作品由编排到演出是项复杂的系统工程，涉及众多领域和学科，其中团体操的创编设计是核心。在实施大规模的训练以前，呈现团体操创编设计的载体是编导与各方人员沟通的桥梁，是体现编导创作意图的关键所在。载体所起的沟通成效与实现其手段的优劣有直接的关系。然而目前，团体操专业人员进行创编设计的手段至今没有新的突破，绝大部分仍然以手工绘制平面设计图为主。

这种传统的在坐标纸上手绘设计图的方法存在诸多弊端：
1.1 创编设计的意图表达不全

传统的设计手段由建国以来一直沿用至今，早期的团体操表演都在白天，因此，队形图案及其变化是设计图要表达的主体，用手绘的点示意表演者及其站位，用箭头示意队形图案的变化。然而，随着团体操表演时空的变化，灯光布置、舞美设计、场景特效、背景舞台等等艺术性装饰起着越来越重要的作用。因此，传统的手段已经不能实现和展示创编者全部的创作设想。
1.2 创编设计的队形图案缺乏实感

传统的设计方法是从垂直俯视的角度来绘制队形图案及其变化的二维状态。然而，团体操的主要观看区域与表演区域存在一定的角度，可见传统的平面设计图无法展现立体透视的三维效果，容易造成创编意图与现场效果之间的差异，增加训练“返工”而引起的巨大浪费。
1.3 创编设计的工作效率低

例如，用传统的手工绘制2 000人构成的简单队形图需要近30分钟的时间。一场有五个队形变化的简单的团体操表演，最少需要绘制一幅进场图、一幅退场图、五幅队形图和四幅队形变化图，如果不考虑修改，一次性定稿的话，也需要绘制22 000个点，近6个小时的时间才能完成。显而易见，传统的手工绘制设计图的方法既浪费体力，又浪费时间，重复性的劳动比较严重。

由此可见，为了提高团体操创编设计效率、完善创编设计效果、节约训练成本，探索团体操创编设计的先进手段和科学方法显得尤为必要。
2 计算机可视化技术在团体操创编设计中的应用
2.1 可视化技术的价值

从概念上来说，可视化就是一种用图形或图像来表征数据的计算方法，即利用计算机图形图像技术将一维数据转化为可观察的二维或三维几何表示，从而达到增强人们对抽象信息认知的目的［2］。通过计算机可视化技术辅助团体操的创编设计具有以下优势：首先，利用直观、形象的二维或三维可视化的团体操静态或动态图像，方便编导之间、编导和训练人员之间的沟通交流。其次，创编人员在制作可视化虚拟场景的同时，可以实时发现并及时修改设计中的缺陷与不足。再次，可视化的二维团体操图像有利于训练人员和施工人员精确掌握演员与场内道具的位置与布局。
2.2 可视化技术实现的手段与工具

团体操专门性设计软件的开发是众多团体操专业人士的梦想。2003年浙江大学CAD&CG国家重点实验室的纪庆革等人已经开始研发团体操设计软件，他们采用有指导的虚拟人群仿真技术，设计了一个团体操虚拟编排和演练原型系统［3］。但是经过对多位长期从事团体操研究者的调查，该系统的推广并不理想。期待优秀的团体操设计软件的成熟和普及的同时，应用现有的功能强大的图形图像软件作为实现团体操创编设计可视化的工作平台，可以在短时间内将团体操创编设计手段提高一步。

通过咨询有关专家和学者，本文选择了3DS MAX和POSER 两个软件作为团体操可视化设计的主要工具。其中以3DS MAX为主，它是目前最优秀的三维制作软件之一，该软件不仅能够制作出三维模型表现虚拟的团体操环境，同时，又能将三维模型转换成二维图像。POSER是一种专门的人体设计和动画制件软件，功能非常强大，主要用它来设计制作与演员个体有关的内容，如服装、动作、小型道具等。
2.3 可视化技术展现的团体操核心内容

团体操已经由最初简单的集体做操的形式发展成为普遍运用声、光、色等高科技手段的集体表演项目。随着团体操艺术性和观赏价值的不断提高，构成团体操的元素也越来越丰富（见表1）。如果运用可视化技术在计算机上制作虚拟的整场团体操，势必大大地提高创编设计的经济成本。考虑到团体操是远距离观赏的集体表演项目，创编设计的重点与核心在于准确把握大场景的整体效果，因而，在此依据计算机图形图像技术的特点，将团体操众多的构成元素按照二维和三维、静态和动态的场景特征重新进行划分和归类（见表2）。表2中静态场景里的背景、舞台、队形图案和动态场景中灯光、特效和队形图案的变化是计算机仿真的核心内容，另外，群体服装的色彩、特殊效果的道具以及集体特效动作等影响整体视觉效果的元素也是计算机仿真的主要内容。

2.4 可视化技术设计团体操的思路、方法及实例

历经几十年的发展，我国团体操的创编设计思路已经比较完善。然而应用计算机技术，实现团体操创编设计的可视化，则需要特定的设计思路，即在遵循传统的创编思路的基础上，结合图形图像软件的功能特点来进行设计制作。其基本思路是：①要确定需要可视化的核心场景；②按表演场地和表演者及制作的前后顺序，对静态场景元素进行分类和排序；③制作二维和三维的模型展现虚拟的团体操场景环境。

制作方法大体上分三步：①综合利用3DS MAX的造型功能、编辑材质、贴图功能、连接功能、灯光制作及环境设置、渲染技术等功能，设计制作与表演场地有关的逼真的团体操三维场景（如图1、2、3）。②综合利用Poser库面板中的人体、面部、头发等多种库元素，巧妙运用摆姿工具、编辑工具和拨盘参数，设计制作与表演者有关的服装和各种动作（如图4、5）。③将Poser文件导入3DS MAX系统中进行队形图案的静态效果图设计，也可以在二维图像制作软件PHOTOSHOP中，利用其图层原理，在JPG格式的场景、人体文件的基础上进行队形图案的合成（如图7）。

3 结论与建议

随着时代的进步，团体操的发展，传统的创编设计手段已经不能满足实际的需要，应用先进的计算机技术已势在必行。

在期待团体操专门性设计软件成熟和普及的同时，利用现有的软件资源作为团体操可视化设计工具，依据特定的创编设计思路，制作团体操的核心场景模型，并通过实际操作，验证了该方法的可行性和有效性。可视化技术可以在短时间内有效地提高创编设计的效率和质量，优化与之相关的其他工作，总体降低团体操完成的成本。

面对快速发展的团体操事业，提高专业人员的水平，特别是计算机水平显得尤为重要。作为先进的科技手段，可视化技术正使得当今世界的众多领域发生着翻天覆地的变化，它的广泛运用也势必会使团体操的发展产生质的飞跃。
［参考文献］
［1］ 黄宽柔.我国团体操的发展与展望［J］.体育科学，1994，（1）.
［2］ 王乘，周均清，李利军.Creator 可视化仿真建模技术［J］.华中科技大学出版社，2005，（3）.
［3］ 纪庆革.团体操虚拟编排和演练原形系统［J］.计算机辅助设计与图形学学报，2004，（9）.
［4］ 毛学信，等.中国团体操［M］. 武汉：华中理工大学出版社，1988.
［5］ 佳文.3D Studio MAX R3.0快速培训教程［M］.北京：电子工业出版社，2000.
［6］ 佳文.精通3D Studio MAX R3.0［M］.北京：电子工业出版社，2000.
［7］ 高校电脑美术设计教材丛书编委会：阿纳金.人物造型高手Poser 4.北京：希望电子出版社，2000.