基于三维图像技术的高校体育多媒体教学平台设计

李军林

（西安职业技术学院陕西西安710077）

三维图像技术是现代先进的计算机展示技术之一，目前被广泛应用于医学、军事、教育等诸多领域。它借助于计算机相关软件，通过采集制做“角本”，经过建模、设定参数、渲染等系列技术环节，生成需要的具有高仿真性的、可随意操作的三维画面。

1 三维图像技术应用的意义

1）有助于建立正确的表象信号，提高教学效果

在传统体育教学中，教师进行动作示范只能瞬间连续完成，无法在空中停顿或分解动作，技术细节展示不清，另外由于观察时间和角度等问题，即使教师反复示范，学生在头脑中仍难以形成清晰的动作结构。

2）有助于提高学生的学习兴趣，提高教学效果

传统体育教学往往以语言描述居多，即使使用一些挂图、模型等直观手段也显得较为呆板。有研究表明：人们从语言获得知识的记忆效率只占20%，而利用视觉加听觉获得知识的记忆效率高达70%。多媒体教学最大的优点就是能给学生提供直观的感受。利用多媒体课件可在短时间内通过反复进行视觉刺激，强化记忆效果。更主要的是三维技术可全方位的剖析动作的细节和难点，化难为易，能够加快学习进度，提高学习效率。

2 多媒体体育教学平台的设计与制作

2.1 教学平台的设计

开发及运行环境：本系统采用BS结构，在.NET Framework3.5平台上使用VS.NET2008开发工具进行开发，使用C#开发语言，数据库使用SQL Server 2005数据库平台。服务器使用Windwos Server 2003 Standard Edition操作系统，系统运行于Internet信息服务器（IIS）只上，客户端使用Microsoft Internet Exploer浏览器。

开发模式：在本系统的程序设计主要采用3层架构的方式，如图1所示，UI（User Interface）层的职责是数据的展现和采集，数据采集的结果通常以DAL提交给BLL层处理。BLL（Business Logic Layer）层的职责是按预定的业务逻辑处理UI层提交的请求。DAL（DataAccess Layer）层负责从数据库中存取资源。

2.2 模块设计

本系统总体结构可用5个视图、4层逻辑结构表达，如图2所示。

关键技术：大容量文件的上传，需要在Web.config修改max RequetLength以修改最大文件传输上限，利用管道技术使服务器将数据文件分块接受，避免出现服务器内存不足的异常情况。

图1 三层架构Fig.1 Three layer architecture

图2 系统体系结构图Fig.2 The system structure diagram

图3 应用系统结构图Fig.3 Application system structure diagram

图4 系统的网络拓扑结构Fig.4 The topological structure of the network system

视屏数据传送可采用Streaming技术，Streaming是一种数据传送技术，它把客户机收到的数据变成一个稳定连续的流，源源不断地送出，使用户听到的声音或看到的图象十分平稳，而且用户在整个文件送完之前就可以开始在屏幕上浏览文件。这在目前大多数用户因接入瓶颈而不具备快速下载大型多媒体文件的情况下尤为重要。

3 三维教学课件的制作

三维图像技术可以直观立体地展示运动员的运动过程，可以量化运动员的动作细节。以背越式跳高项目为例介绍三维教学课件的制作流程。

以专业运动员在跳高比赛中的全程录像为依据，首先完成“角本”工作。其次借助于计算机软件计算出肢体在空间位置的坐标参数、运动轨迹、关节角度等基本数据，这些数据借助计算机用3DMAX软件，按照跳高技术动作中助跑、起跳、腾空、展体、落地等技术环节，分段逐帧制作成动作模型，然后将各段动作连接起来形成连续的动作，根据需要将其图像任意调整示范角度、播放速度，再进行着色从而形成完整清晰、生动逼真的三维画面。再根据教学需要，结合其他内容制作成可用于教学训练的具有三维图像技术的课件。

4 结束语

三维图像技术的高校体育多媒体教学平台由日常体育课教学模块、课外体育自学模块、基本体育知识模块、资助锻炼模块构成，采用三层架构、分布式系统、管道技术、视频Streaming数据传输和三维数据建模等技术，是集图像、声音、娱乐等多种元素于一身的现代网络教育教学平台，它多角度、多方位，细致的展示了各项体育技术动作，为学生提供丰富的体育理论与体育知识。解决了日常传统体育教学中教师讲解示范的方位、角度、细节、次数等的不足，大大改善了学生学习时间的局限性。有利于学生对于动作感知到认知过程的形成。本平台打破了以往体育教学的枯燥和单调的缺点，利于激发学生学习的主观能动性，能进一步提高学习效率和促进教学质量提高，促进学生心、智、体的和谐统一发展。

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