田径人体动作计算机绘图软件开发与设计

令宝

（西安工业大学 体育学院，陕西 西安 710032）

田径人体动作计算机绘图软件开发与设计

令宝

（西安工业大学 体育学院，陕西 西安 710032）

对于当前体育田径教学绘图中，多是基于基本的绘画知识，才会运用简练的人体绘画技巧，绘制田径人体动作；本篇从当前人们对田径绘图的需求出发，可以优化设计出关于田径人体动作的计算机绘图软件，有助于大大提升绘图软件的设计质量。结果表明，开发设计田径人体动作计算机绘图软件，能简化田径人体动作绘制难度，提升绘制田径人体动作图像的效益，提升20%，发挥积极开发设计效益。结论证实，在当代田径教学中，开发田径人体动作计算机绘图软件，能够简化实际中绘制人体动作图形的难度，能够以轮廓图的方式绘制人体动作，发挥积极影响。

人体动作；绘图软件；田径；计算机

在田径绘图中，主要就是确保体育工作者能够以绘图方式，辅助田径教学[1]，有助于提升田径体育教学的质量，使人们更加喜欢田径运动，使人们能够直观正确的掌握田径人体基本动作技能，发挥积极影响。开发设计出田径人体动作计算机绘图软件，符合当前田径绘图的发展趋势。以下本篇对此做具体分析。

1 需求分析

在当前体育田径运动中，为确保提升田径人体动作绘图质量，能够更加形象、立体的绘制田径人体动作图形，仅仅采取传统的简笔画技巧来绘制人体动作图，显然已经不能满足当前的田径绘图需求[2]。对此，基于当前计算机绘图技术、信息化软件技术不断发展的前提下，优化设计开发田径人体动作绘图软件，已成为一种未来田径人体动作绘图的趋势[3-5]。优化设计开发基于田径人体动作的计算机绘图软件，应该确保运用该软件可以绘画出更加真实的田径人体动作图，能够形象地表现田径人体动作，确保软件符合应用需求[7]。设计田径人体动作计算机绘图软件，为的就是简化田径人体动作绘图难度，提升实际绘制田径人体动作的效率[8-12]，确保设计的绘图软件可以符合实际用户的应用需求。

2 构建人体动作绘图模型

对于体育的田径绘图之中，其实际绘图的范围主要包括：绘制田径技术的人体动作图、田径场地图、田径脚印图、田径队列图等。然而，在其中绘制田径人体动作图的难度较大，因为人体运动时的动作变化较多，人体的动作图在绘制时也显得较为复杂[13]。在本次研究中，应该能够重点建立关于田径中人体动作的单线条图以及轮廓图的模型，找出田径技术动作绘图方面比较有代表性的动作。如图1所示。

图1 人体动作模型

创建一个虚拟的人体模型，可以遵照基于NASA研究得出的NASA RP-1024报告内容，从而可以将人体用数字、线框、阴影描绘成具备高解析度以及透明的模型。同时，可以在创建虚拟模型中，确保该软件可以绘制不同人体尺寸的动作，确保该软件在实际中发挥应用价值。

3 设计开发田径人体动作计算机绘图软件

3.1 设计田径人体动作模型

单线条模型：应用Microsoft Office，选用编程语言VBA（visual basicforapplication）[14]，可以在Microsoft Office的工作区中，通过添加画布的方式，然后选择相应的线条、箭头、圆等自选图形，并应用鼠标拖拽这些图形，一次绘制出人体动作的模板图形，然后可以对模板中的图形，根据田径不同环节中对人体肢体、躯干的运动要求，调整人体动作形式，从而可以得到需求的单线人体动作图片。如图2所示。

图2 人体动作模型

设计人体轮廓模型：在实际中，能够把绘画出的人体速写轮廓图，当作开发本次田径人体动作计算机绘图软件的主要突破口，能够基于元件化设计理念，将田径人体动作分解为一个一个的元件，通过元件的组合，来优化构建人体动作的大致轮廓。具体如图3所示。

图3 人体轮廓

在本次设计的计算机绘图软件中，可以把田径中人体的轮廓图进行分解，可以将其分解为14个不同的人体动作元件，其中包括头元件、躯干元件、左上臂元件、左大腿元件以及右上臂等不同的元件；然后，可以为14个人体动作元件构建动作模型，确保在绘图软件中每个元件的模板之间是相互独立又相互协调的，可以根据田径人体动作运动情况，单独调整每个元件，对人体动作元件进行相应的几何 （缩放、翻转、平移）变换，之后就可以将组合得出的元件绘制成完整的田径人体动作图片。

3.2 设计田径人体动作元件

设计一级元件：在设计开发田径人体动作的计算机绘图软件中，可以将一个完整的人体动作过程分解成 “头和躯干”的动作、“上肢”的动作、“下肢”的动作3种类型，在系统中，可以提炼出每一类动作为其设置专门的元件库，这样在今后使用软件时，就可以从软件库中选择相应的动作，简化绘图过程。

设计人体动作二级元件：在绘图软件设计中，其二级元件是在一级元件化基础进行设计的，主要就是根据田径运动的环节来进行划分。在田径运动中，可以根据头元件、躯干元件以及脚等基本元件的特征，绘制构成田径人体动作图，这样绘制出的人体动作图形，可以有效减少图片中拼接的痕迹，减少计算机绘图的时间[15]。在本次设计的计算机绘图软件之中，能够设置虚拟田径运动中人体的姿态，然后就可以通过直接操纵人体的关节，或是从人体动作元件库中选择符合描述的虚拟动作，就可以直接绘制出人体动作图，保证运动软件绘制出田径人体动作的准确性。

3.3 优化设计绘图软件中的动作图库

在开发设计田径人体动作计算机绘图软件中，可以应用数字图像成像仪器（扫描仪、数码相机），将拍摄得到的人体动作图片进行处理后，选择没有噪声干扰的图像、色相亮度一致的图像，运用Fireworks软件，将其导入到软件中，然后可以生成GIF格式的图片进行保存。然后，可以将得到的图片，选择出有代表价值的人体动作测量数据，基于不同人体在田径运动中的动作特征，从人眼视觉范围、人体动作幅度、人体动作转化时间等多个方面，计算得出合理的人体动作绘图数据，构建软件中的人体动作图库。在本次设计的计算机绘图软件中，能够基于ANSUR 88数据库，基于指定的宽放，优化构造田径人体模型，如人体的肩宽度、坐高、等等信息；并且在该数据库中，还可存放一些列可以计算出人体体质量、身高差、运动速度相关的算法，在ANSUR 88数据库中更能够自动生成人体动作数据，优化提升绘图软件中人体动作数据的完整性。

3.4 软件代码设计实现

可以在设计的计算机绘图软件中，有效定义该计算机绘图软件同大环境中人体动作之间的关系约束，能够指定虚拟田径人体与虚拟田径环境的动作互动。在设计的计算机绘图软件之中，允许该软件的用户，可采取不同的方式有效定义出人体同物体间的动作约束，确保可以精确绘画出人体动作[16]。在计算机绘图软件与中，能够创建交互式的人体动作，以此可以控制人体中头部、躯干、以及骨盆、手臂等不同肢体部位的动作，使绘制出的田径人体动作更具真实性。此外，在本次设计的计算机绘图软件中，可以通过摄像机捕捉画面，使田径人体物体与相机进行平面移动，这样就可以在软件中，对于田径人体动作进行回放处理，精确分析捕获人体动作细节，使绘制的人体动作图像更具时效性。部分代码如下所示：

4 应用效益分析

为验证本次开发软件在实际绘制田径动作图中的有效性，可以先在软件中放置一个虚拟的人体模型，然后就可以根据这种人体工作姿势，从而可以测试出不同动作中人体的工作图形。并且，针对人体在软件环境中相对位置的变化，可以交互式的测量在这个计算机环境中不同点间存在的距离，这样可以有效量化田径人体动作精度。在计算机绘图软件中，人体在田径中作出相应动作时，就会突出展现出人体在该软件环境中的实时数据，从而提升软件绘图的灵敏性。运用该计算机绘图软件，绘制田径动作图如图4所示。

图4 绘制的田径动作图

开发设计田径人体动作计算机绘图软件，能简化田径人体动作绘制难度，提升绘制田径人体动作图像的效益，提升20%，发挥积极开发设计效益。

5 结 论

综上所述，在当代的田径教学过程中，运用计算机技术，构建开发关于田径中人体动作的计算机绘图软件，能够确保实际中利用计算机的强大功能，有效绘制出田径中人体的动作轮廓图形，能够简化实际中绘制人体动作图形的难度，能够以轮廓图的方式绘制人体动作，发挥积极影响。

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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稿件编号：201606015

陕西省社会科学基金项目（2015P008）

令 宝（1974—），男，甘肃定西人，讲师。研究方向：大学体育教学与训练。