三维动画技术在跆拳道教学中的应用研究

星集宝 高宏娟

摘 要：随着科技的不断进步，三维动画技术在教育领域中的应用越来越广泛。本文以跆拳道教学为背景，研究了三维动画技术在跆拳道教学中的应用。教师通过构建跆拳道技术图像模型，采集真实的运动数据，并使用三维动画技术进行模拟，辅助学生理解和掌握跆拳道技巧。研究结果显示，三维动画技术在跆拳道教学中具有较高的可行性，它能够激发学生的学习兴趣，提升学习效果。

关键词：三维动画技术；跆拳道；教学应用

跆拳道作为一项传统的格斗运动，越来越受到人们的关注和喜爱。然而传统的教学方式不可避免地存在一些局限性，使得教师在实际教学中较难直观地展示跆拳道技巧和动作，学生在理解和模仿的过程中存在一些困难。为了更好地提升跆拳道的教学效果，补齐跆拳道教学短板，本研究提出了利用三维动画技术辅助跆拳道教学的思路。

1 传统跆拳道教学的短板

1.1难以直观地展示技巧和动作

传统的跆拳道教学的短板主要集中在不易直观地展示技术动作、有限制、反馈不及时和缺乏个性化等方面。传统的跆拳道教学主要通过教师的语言讲解和示范来传授技术，学生不易实现多角度的观察，这在某种程度上缩小了教学范围，同时会导致学生出现理解误差或者关键步骤错误等情况。教师在有限的教学空间中进行示范时，学生较难完全看清每个动作的细节，这种限制会影响学生对技术动作的准确理解，增加他们学习的困难。

1.2难以让学生更好地理解和模仿一些动作

教师在传统教学中的时间有限，有些时候，由于没有给予学生足够的解释和说明，导致学生在理解一些复杂动作的关键步骤和技巧时存在一定的困难，这使得学生很难准确地模仿和执行动作。在传统教学过程中，教师的示范和学生的实践机会稍显欠缺，这也限制了学生对动作的理解和模仿，学生只能在有限的时间里观察一两次示范，随后尝试几次实践，这样的方式往往不足以使他们完全理解和掌握动作。另外，教师可能使用一些不恰当的教学方法，这些方法会妨碍学生准确地理解和模仿动作。

1.3难以满足学生个性化学习的需求

传统的跆拳道教学往往以固定的教材和教学标准为基础，所有学生都要按照同样的教学步骤进行学习，这样的教学模式难免会忽视学生的个体差异，加大了根据学生的学习进度、兴趣和能力进行个性化指导的落实难度，影响学习效果。传统的跆拳道教学通常采用集体教学的方式，教师一对多地进行指导，这种教学方式很难针对每个学生的不同需求和特点进行细致的教学，学生难以获得个性化的动作纠正和技术指导。

2 三维动画技术在跆拳道教学中的应用意义

跆拳道是一项需要长时间和大量练习的体育运动，学生往往会出现因学习内容枯燥而导致兴趣下降的情况，而通过三维动画技术展示跆拳道的技巧和动作，可以增添一定的趣味性，能激发学生的学习兴趣，增强他们持续学习的动力。三维动画技术能够通过逼真的动画效果，如动作角度路线姿态、各关节三维坐标、动作发力顺序等，帮助学生更好地理解和模仿技术动作，从而提升学生的学习效果。在传统教学中，学生往往只能通过教师的现场观察来检查自己的动作是否正确，而利用三维动画技术，教师可以实时观察和分析学生的跆拳道动作，并给予他们实时反馈和调整意见。每个学生对跆拳道技术动作的理解和掌握程度都有所差异，传统的教学方法很难满足其个性化学习的需求，而三维动画技术可以根据学生的不同需要和水平，为其提供个性化的教学内容，让学生能够更有针对性地进行训练。三维动画可以记录和保存不同动作和技巧的模拟效果，并作为学习资源供学生和教师随时查阅和参考。

3 三维动画技术在跆拳道教学中的应用方法

3.1跆拳道技术图像模型的构建

在跆拳道教学中，三维动画技术可以应用于跆拳道技术的图像模型构建，以提供更直观、生动的教学效果。为了实现三维动画的模拟，首先，需要构建跆拳道技术图像模型，该模型包括人体骨骼、肌肉和各种关节的运动范围等信息，以及跆拳道技术的动作和动作序列，三维动画技术可以模拟出跆拳道技术的动作过程，并将其分解成不同的关键步骤和动作要点。其次，教师可以通过动画展示每个动作的正确执行方式和细节，帮助学生更好地理解和掌握技术要领。最后，三维动画技术可以灵活调整视角和观察角度，帮助学生更全面地观察和理解跆拳道技术。学生可以通过多个角度观看动作的实施，以便更好地理解技术细节和动作轨迹。三维动画技术可以构建出逼真的跆拳道技术图像模型，同时可以根据真实的跆拳道动作进行建模，并能根据运动学原理和身体力学规律模拟动作的运动轨迹，从而更直观地展示技术的执行过程和技术要领，便于学生理解和模仿。

3.2运动数据的采集和处理

为了提高模型的准确性和真实性，教师需要采集真实的跆拳道运动数据，并对其进行处理和优化。传感器等设备可以采集到运动员在实际操作中的各种动作数据，如身体姿势、关节角度、肌肉活动等，这些数据可以用于模型的动作还原和优化。在跆拳道教学中应用三维动画技术，通过运动数据的采集和处理，可以为学生提供更具体和准确的教学资源及指导，帮助他们正确理解动作技巧，并提高技术水平。传感器可以记录身体部位的运动轨迹、角度和速度等信息，摄像头可以捕捉动作和姿势的图像，将采集到的运动数据进行处理和转换，如数据校正、去除噪声、坐标转换等，以获得准确和一致的运动数据。经处理后的数据可以视为初始模型或运动序列，通过使用计算机辅助设计（CAD）软件，根据运动数据建立虚拟三维模型，这些模型可以是人体模型、手部或脚部模型，以及其他相关的物体，模型的构建可以参考运动员的身体比例和姿势。使用三维建模和动画软件，将运动数据应用到三维模型上，创建运动序列的动画效果，通过帧动画或骨骼动画等技术，模拟和展示运动员的各个动作。

3.3三维动画模拟

三维动画模拟在跆拳道教学中可以提供直观、全方位和个性化的教学方式，这不仅有助于学生更好地理解和模仿技术动作，而且可以帮助教师为其提供更准确和有效的指导。三维动画模拟可以呈现跆拳道的各种技术动作和招式，教师可以利用三维动画模拟的视频资料，向学生展示正确的姿势、动作和技术要领，帮助学生理解和模仿技术动作，这样有助于学生正确掌握技术动作的形象和要点。三维动画模拟可以呈现跆拳道动作和技术的全方位视角，学生可以从不同角度观察和研究技术动作，如观察攻击目标、观察身体姿势和动作轨迹等，这样有助于学生全面了解和掌握技术的要领，以及相关的动作细节。通过三维动画模拟，学生可以根据自身的实际情况进行个性化训练，教师可以根据自己的水平和需求，选择合适的动作和难度设置模拟练习，以帮助学生在自己的舒适区内设置训练，并逐步提高技术水平。

3.4交互操作与互动化学习

通过交互操作和互动化学习，三维动画技术可以更好地满足学生的学习需求，增强学习的趣味性和互动性。同时，学生可以通过反馈和讨论，不断改进和提高自己的技术水平，这种学习方式不仅丰富了学生的学习体验，也提升了教学的效果和效率。通过三维动画技术，学生可以进行实时的交互操作，并获得即时的反馈。例如，学生可以通过互动设备模拟跆拳道的攻击动作，系统会根据学生的动作进行实时评估和反馈，指导学生在训练中对动作进行纠正和改进。教师借助三维动画技术，可以创建虚拟对手，让学生进行模拟对抗。学生与虚拟对手进行实战训练，这样有助于他们在真实对抗之前提前磨炼自身技术和提升对抗能力。

3.5错误纠正与实时反馈

通过应用实时反馈功能，三维动画技术能够提高学生在跆拳道教学中的动作准确性、流畅度和姿势规范性，这样的教学方式可以让学生在不断的练习中得到准确的指导和反馈，从而更快地掌握技术要领，提高技术水平。同时，学生可以对自己的动作及时进行自我评估和改进，提升学习效果和成就感。系统通过传感器捕捉学生的动作数据，并与动画中虚拟人物的动作进行比对，可以实时评估学生的动作准确度，并通过图形或数字展示给学生，学生可以及时地进行调整和改进。三维动画技术可以模拟跆拳道动作的正确执行过程，并与学生的动作进行比对。通过实时比较，学生可以了解自己的动作是否流畅，是否存在错误的部分，从而更好地掌握动作的整体节奏和流程，并及时纠正不规范的动作习惯。三维动画可以展示正确的跆拳道技术姿势，并与学生的动作进行比对，它能实时反馈并明确地告知学生其姿势是否准确，是否符合标准。学生则可以根据反馈进行调整，在不断练习中逐渐接近和维持正确的姿势，从而提高技术水平。

4 结语

三维动画技术在跆拳道教学中的应用具有提升学习效果、激发学习兴趣、实时反馈和调整、个性化学习和自主训练等作用。这种技术的运用，可以有效提高学生对跆拳道技术动作的理解和掌握水平，使跆拳道教学更加高效和有趣。此外，不同的学生对于三维动画技术的接受程度可能会有所不同，需要进一步进行探究和验证。未来的研究可以进一步拓展三维动画技术在跆拳道教学中的应用，并将其运用于其他体育教学领域。

参考文献：

[1]陈子莹.三维动画技术在跆拳道教学中的可行性分析[J].体育时空，2015（10）：176.

[2]崔海亭.XSENS动作捕捉系统下跆拳道交互动画的设计与实现[C]//第十六届全国计算机辅助教育学会年会论文集，北京：新华出版社，2014：276-282.

[3]星集宝.跆拳道微课设计流程与制作方法[J].知识经济，2019（12）：92，94.

课题信息：

吉林动画学院2022年度教学改革与建设基金项目“三维动画技术在高校跆拳道教学中的实践研究”（课题编号：Y2213）