第25卷第7期 计算机应用与软件
Vol 125No .72008年7月 Computer App licati ons and Soft w are Jul .2008
基于Poser 的个性化人体模型运动仿真技术研究
李 燕
(武汉科技学院机电工程学院 湖北武汉430073)
收稿日期:2007-07-02。湖北省教育厅2007年科研重点资助项目(D200717002);湖北省数字化纺织装备重点实验资助项目
(DT L200607)。李燕,教授,主研领域:三维数字建模与逆向工程技术。
摘 要 根据服装工业对数字化动态人体模型的需要,提出了一种建立人体动态模型的新方法。该方法针对特定人体的三维扫
描数据,用逆向工程软件Geomagic Studi o 实现个性化的三维人体NURBS 曲面模型的构建,将完成后的人体曲面模型导入Poser 软件,利用人体特征点确定关节位置,建立相应的人体骨骼模型,并将人体表面模型与骨骼模型相匹配,实现人体运动仿真。实验证明,所建立的人体动态模型在外观形状和运动姿态上具有较高的真实性,操作简便,易于掌握。关键词 三维人体扫描 人体曲面模型 人体骨骼模型 Poser
O N LOCOMO T I O N E M ULAT I O N TECHNOLO GY O F I ND IV I D UAL I ZED
M AN I K I N BASED O N PO SER
L i Yan
(College of M achine and Electronic,W uhan U niversity of Science and Technology,W uhan 430073,Hubei,China )
Abstract Abstract A ccording t o the de mand of gar ment industry,in this article it br ought for ward a ne w method t o building the dyna m ic manikin .According t o particular scanned 32d hu man body data,the reversing engineering s oft w are “Geomagic Studi o ”was used t o realize the constructi on of individualized 32D NURBS curved manikin,then the accomp lished curved manikin was directed t o the s oft w are Poser .By u 2sing the hu man character points t o define the l ocati on of j oints,the relevant hu man skelet on manikin can be built and matching with hu man surface model,we would actualize hu man body dyna m ic e mulati on .The tested module is highly realistic in shape and dyna m ic status and can be contr olled easily .
Keywords 32D hu man body scan Hu man body Curved manikin Hu man body skelet on model Poser
0 引 言
三维人体建模是当前一大研究热点,它在人机系统工程、医学研究、服装C AD 以及虚拟现实等领域有着广阔的应用前景。在人体的几何造型方面,通常采用棒模型、表面模型、体模型和多层次模型等方法,在不同程度上对人体外形特征进行描述。由于这些方法通常利用的是常规测量数据和统计资料,对外形尺寸做了大量简化,因而所建立的人体模型缺乏足够的真实感。随着人体非接触测量技术的发展,可借助全身扫描仪方便地获取特定人体的表面数据,使得用真实人体扫描数据来建立个性化特征人体的表面模型已成为现实,但是,其所建立的仍然是静态人体模型,无法表现人体的动态效果。
由于人体是一种复杂的多关节形体,建立具有真实性的人体动态模型方法仍在探索之中。笔者提出了一种建立人体动态模型的新方法,把人体动态模型分成表面模型和骨骼模型两个层来构建,针对特定人体的三维扫描数据,用逆向工程软件Geo magic Stu 2di o 实现个性化的三维人体NURBS 曲面模型构建,将完成后的人体曲面模型导入Poser 软件,利用人体特征点确定关节位置,可建立相应的人体骨骼运动模型。所构成的人体骨骼模型是一个多关节运动学模型,可用来控制人体的各种姿态动作,将人体表面模型与骨骼模型相匹配后,即可实现人体运动仿真。
系统框架如图1所示
。
图1 实现人体模型运动仿真的系统框架
1 个性化的三维人体曲面模型的构建
基于人体扫描数据的三维人体曲面模型的构建分为两步:
1.1 人体点云数据的获取
本项目采用的是Tel m at 的SY MC AD 非接触式三维人体扫
描仪,在20s 内自动完成整个人体扫描过程,捕捉到人体500000个数据点,测量精度达到0.2cm,所测数据可以I V 文件格式输出,但所输出的I V 文件不能被Geomagic 软件直接读取,利用文本编辑软件打开I V 文件,把文件头和文件尾修改为WRL 文件格式,并保存为WRL 格式的文件就可以被Geomagic 软件读出,
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计算机应用与软件2008年
所测得的点云图形如图2所示
。
图
2 人体点云数据
1.2 构建人体NURBS 曲面
将测得的人体点云文件,读入Geo magic Studi o,通过对人体点
云数据进行优化处理、人体多边形的编辑、人体曲面网格线的定义、人体曲面的拟合等操作,生成高质量的人体NURBS 曲面,如图3所示,将构建的人体NURBS
曲面模型以OBJ 格式文件输出。
图3 个性化的三维人体NURBS 曲面模型
2 由人体曲面模型建立人体骨骼模型
使用Poser 的I m port/W avefr ont OBJ 命令,将在Geomagic
Studi o 软件中完成的人体NURBS 曲面模型导入Poser 软件中,
打开H ierarchyW indow 窗口,用Create Ne w Figure 命令将导入的人体曲面模型改变为Poser 的形体对象,再根据形体对象的关节特征建立体骨骼模型。
2.1 人体骨骼模型的建立
在Poser 中有一套骨骼制作系统,可以方便直观地为形体对象构建骨骼,用鼠标选中人体,点击主介面右上角的Setup
Roo m,进入到Poser 的Setup Room,为人体曲面构建骨骼,激活Bone Creati on 工具,在人体模型的臀部位置按下鼠标左键向下
拖动鼠标,就为模型建立了第一根骨骼
,如图4所示。
图4 建立人体臀部第一根骨骼第一根骨骼放置的位置是相当重要的,因为这个骨骼会变
成将要创建的其它所有骨骼的父骨骼。
接下来继续为人体模型绘制骨骼,绘制骨骼的时候要注意,必须选中当前的骨头才能绘制和它相连的下一根骨头。把光标移动到第一根骨骼的底部,按住鼠标左键向下拖动鼠标,建立第二根骨骼,使用移动工具和旋转工具也可以对骨骼进行调整,激活移动或旋转工具,将光标放置到骨骼两端的起点,当光标变为圆圈时,按住左键拖动鼠标,修改骨骼的位置,完成后的人体骨骼如图
5所示。
图5 人体骨骼模型
2.2 人体骨骼的命名
建立好所有的骨骼后,需要为每根骨骼命名,为了能使用
Poser 系统中包含的大量现成姿势以及套用特殊效果,必须使用Poser 命名规则为人体模型的骨骼命名,Poser 中标准的人体模
型骨骼的命名规则如图6所示。
图6 Poser 中人体骨骼命名规则
在工作视图中双击其中一块骨骼,在打开的Ele ment Pr op 2
erties 窗口中有两种命名方式,在I nternal Na me 文本框中,使用Poser 命名规则进行命名;在Na me 文本框中输入用户自定义的名称,如果使用了Poser 命名规则对人体的骨骼进行命名,那么Poser 将自动为骨骼建立父子链接关系,如图7所示,使人体骨
骼模型成为一个多关节运动学模型,以实现人体骨骼的正确运动仿真。
图7 Poser 中人体骨骼的链接关系
第7期
李燕:基于Poser 的个性化人体模型运动仿真技术研究
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2.3 实现人体曲面模型与骨骼模型的拟合
在建立好人体骨骼模型之后,为了实现人体的运动仿真,必
须建立人体曲面模型与骨骼模型之间的对应关系,将人体曲面模型按关节特征分割成多个曲面区域映射到相对应的骨骼段上,打开Poser “组”面板Gr oup Edit or,按“自动分组”Aut o Gr oup 按钮,Poser 将根据骨骼的数量自动为每段骨骼分配相应的人体曲面区域,实现人体骨骼模型与人体曲面模型的拟合。
3 人体模型运动仿真实验
当正确地建立了人体骨骼之间的父子链接关系和人体曲面
模型与骨骼模型之间的对应关系后,人体模型就变成了一个虚拟的人,可以实现摆出各种人体姿态和人体行走等非常复杂的动作,在奔腾μD 805处理器和512MB RAM 的PC 机上,在W indows xp 操作系统下,使用Poser 的行走设计器,可以进行人体模型的行走仿真实验,而且可以方便地控制人物模型行走的姿态。
图8为人体模型沿着设定路径的运动仿真的实验结果,运动姿态能充分地表现人体行走的真实性
。
图8 人体模型运动仿真实验结果
4 结论及应用
本文所提出的基于三维扫描数据,利用Poser 骨骼系统建立的人体动态模型在外观形状和运动姿态上都有充分的真实性,操作简便,易于掌握。在此动态人体的模型的基础上,如将服装设计师设计的服装导入Poser,可以实现人体的三维试衣和服装动态模拟,依照本文方法建立的人体动态模型在服装行业中具有相当广泛的应用前景。
参 考 文 献
[1]李强,王红梅.实物反求工程中的模型重建技术[J ].机械制造与
研究,2003(4):17220.
[2]黄诚驹,齐荣.基于Geo Magic 的异形曲面快速数字建模技术研究
[J ].机械与电子,2004(9):19221.
[3]锐思创作室.Poser4.0三维造型设计与动画制作[M ].北京:人民
邮电出版社,2000.
[4]宋庆文,等.一种基于模型的人体建模系统.计算机应用与软件,
2004(1):57260.
(上接第41页)
(2)判定树的构造:本系统利用Java 语言来实现I D 3算法,
该程序共定义了若干个类来分别实现判定树的根节点、中间节点、叶节点。首次分类,得出I (s 1,s 2)=0.928,Dur 、O rig_bytes 、
Dest_bytes 三个属性的信息增益分别为0.345、0.148、0.230,由
于Dur 属性具有最高信息增益,它被作为测试属性,创建节点
Dur,并对于每个属性值,引出一个分枝,样本数据据此划分。然
后依次对每个分枝递归使用同样方法,直到每个分支中的样本都属于同一类为止。最后构造出如图2所示的判定树
。
图2 判定树
(3)规则提取:沿着由判定树的根结点到树叶节点的路径,
图2中的判定树可以转换成I F 2THE N 分类规则,如表2所示。
表2 分类规则
I F Dur =″short ″
THEN Class =″no ″I F Dur =″l ot ″AND Dest_bytes =″m iddle ″THEN Class =″yes ″I F Dur =″l ot ″AND Dest_bytes =″little ″THEN Class =″no ″I F Dur =″l ot ″AND Dest_bytes =″l ot ″
THEN Class =″yes ″
I F Dur =″m iddle ″AND O rig_bytes =″m iddle ″THEN Class =″no ″I F Dur =″m iddle ″AND O rig_bytes =″little ″
THEN Class =″no ″I F Dur =″m iddle ″AND O rig_bytes =″l ot ″
THEN Class =″yes ″
3 结束语
本文构建了一个计算机取证原型系统,并用实例描述了该
系统中关键的判定树算法———I D 3的实现和应用。从中可以看出把数据挖掘技术利用到计算机取证中是完全可行的。不过,本文中描述的原型系统还仅仅涉及了网络数据包的分类分析,其他数据源(如各类日志文件)的分析及其相互之间的证据的关联分析、证据的保全和提交都还没有实质性涉及,这些都将是项目组的下一步工作。
参考文献
[1]Robbins J.An Exp lanati on of Computer Forensics [EB /OL ].htt p://
computerforensics .net/f orensics .ht m .
[2]刘东辉,王树明,张庆生.基于数据挖掘的计算机动态取证系统
[J ].微计算机信息,2005,21(33):82284.
[3]Han J,KamberM.Data M ining Concep ts and Techniques [M ].US A:
Morgan Kauf mann Publishers,2001.
[4]刘莘,张永平,万艳丽.决策树算法在入侵检测中的应用分析及改
进[J ].计算机工程与设计,2006,27(19):364123643.
[5]Quinlan J R.I nducti on of Decisi on Trees[J ].Machine Learning,1986
(1):812106.
人体的运动系统 一、教学要求： 1、使学生知道运动系统由骨、骨骼肌、骨连结组成，了解人体的各种动作都是由肌肉 牵动骨骼完成，骨骼还具有支撑身体、保护内脏的功能。 2、使学生懂得什么是骨折，简单了解骨折后的应急办法。 3、传授给学生运动保健的知识，教育学生养成良好的行为习惯，改掉挑食、偏食的毛 病。 二、教学重点与难点： 教学重点：教给学生保健方法。 教学难点：指导学生学会一些应急方法（如骨折、脱臼后的注意事项）。 三、课前准备： 人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图，夹板、绷带等。 四、教学时间： 一课时 五：教学过程： 1、由日常平时会做哪些运动？ （学生回答） 师：刚才大家说的运动，是我们身体的运动系统在发挥作用。 2、介绍运动系统及其作用 ①介绍运动系统的组成。 师：你们知道人的运动系统包括哪些部分吗？ 生：包括骨、骨骼肌和骨连结。 师：（出示人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图）对！人的运动系统由骨、骨骼肌和骨连结组成。（指示图上的关节处）运动系统中的骨连结主要是关节。（请学生分别触摸各自的肘关节、膝关节及其周围的肌肉、骨） ②说明运动系统的作用。 师：吃饭、走路、弯腰时，各有哪些骨、肌肉、关节在运动？ （学生回答） 师；人的各种动作都是由肌肉牵动而完成的。 ③解说骨骼的支撑、保护作用。 师：运动系统的作用不只是运动，比如说，人的骨骼把整个人的身体各部分都支撑、悬挂起来，如果没有骨骼会怎样？骨骼还有什么作用？ （学生思考、回答。教师确认骨骼有支撑作用） 师：人脑外部包裹着头骨，这时的骨骼又起了什么作用？ 生：有保护大脑的作用。 师：综合来看，人的运动系统除了能使人运动外，还有着支撑身体和保护内脏器官的作用，因此我们必须注重运动系统的保健。 3、引导学生了解 ①教育学生注重运动系统的保健。 师：你们见过驼背、斜肩、罗圈腿、鸡胸的人吗？他们是怎样的？你觉得这样对他们的身体、行动有利吗？ （学生回答） 师：你们知道他们为什么会变成这样的吗？
大连理工大学 硕士学位论文 人体下肢运动分析 姓名：王晏 申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：孙怡 20050317
摘要 近些年来，人体运动的跟踪与分析在图像处理和计算机视觉领域引起许多学者的关注。这一课题在智能监视系统、虚拟现实、高级用户接口、运动分析和基于模型的图像编码等方面具有广阔的应用前景。利用图像序列进行人体运动的跟踪与分析包含四个基本内容：（１）从背景中提取运动目标；（２）从运动目标中分出人体目标；（３）运动人体的跟踪；（４）人体行为的理解与描述。其中，人体运动的跟踪和标定是人体运动跟踪与分析过程的关键，是进一步识别和理解人体运动行为的基础。本文提出了一种行走人体下肢关节点定位的算法。该算法是根据人行走时呈现的几何特性对人体的下肢关节点进行定位。 行走人体下肢关节定位算法处理的是由摄像机摄入的视频图像序列。首先经过背景去除，把人体区域从图像中提取出来。在得到干净的人体区域后，就可以获得人体的高度和宽度参数，以便进一步实现下肢关节点的定位。 经过背景去除和获得高度参数后，就要根据人体行走时所呈现的几何特征进行下肢关节点的定位。本文首先对侧面行走人体下肢关节点进行了定位。人在侧面行走时腿部长度是无失真的，因此，根据腿部的长度约束和关节点的运动约束进行了关节点定位。本文继而对正面行走人体下肢关节点进行了定位，对于正面行走的人体，其腿部长度在二维图像中有时会出现失真，因此，不能简单的根据腿部的长度约束进行定位。本文针对正面行走人体腿部边缘特性，结合腿部长度约束对膝关节进行了定位，并且根据腿部边缘特点对人体小腿长度进行了调整，运用调整后的小腿长度约束对人体踩关节进行了定位。在侧面行走人体和正面行走人体下肢关节定位的研究基础上，进一步研究了任意行走姿态下人体髋关节和膝关节的定位。根据人体行走时腿部的边缘信息用直线拟合的方法，并且结合腿部长度约束进行了膝关节的定位。 论文给出了侧面、正面以及任意行走姿态下人体下肢关节点定位的实验结果。对于侧面行走人体，本文检验了两种人体模型软件生成的人体行走序列，并且对实际拍摄的侧面人体行走序列也进行了髋关节和膝关节的定位。对于正面和任意行走姿态下的人体，只检验了由ＰＯＳＥＲ３．０生成的模型序列。实验结果表明，本文所提出的算法可以对行走人体的下肢关节点进行较为准确的定位，并且算法简单易行，可
《人体与运动》教学设计 黄山中学高涤生 一、设计理念： 本课以学生为本，将学生的全面发展作为目标，贯彻“健康第一”的指导思想，以促进学生身心健康和谐发展为出发点，使学生理解人体的运动系统是如何作为一个整体使人体能够运动，从而为学生学习体育与健康打下相应的基础。 二、教学目标： ①知识与技能目标：a、通过本课学习，使学生了解骨骼、关节、骨骼各肌的构 造和功能；掌握青少年骨骼、关节、肌肉的发育特点。 b、渗透《中华人民共和国体育法》,体育运动分为三种: 社会体育、学校体育和竞技体育。 ②过程与方法目标：通过本课学习，让学生想出一种发展身体某一肌肉群的方法。 能力目标增加了一定难度，但是大多学生可以通过努力实现 这一目标，并体验到成功。这种积极的体验，有助于增强学 生的自信心，可以提高学生的动机水平。 ③情感态度与价值观目标：通过展示精彩视频与直观的图片，充分调动学生的学 习情绪。适当将竞赛引入课堂，提高学生学习的主动 性。 教学重点、难点： ①重点：骨骼、关节的基本构造和功能； ②难点：骨骼、关节、肌肉如何相互协调完成运动过程。 三、教学对象： 九年制初中八年级学生。初中八年级学生对体育与健康两者的概念与联系不是很清楚，学生需要了解基本的运动的基本原理，为今后的体育锻炼奠定良好的基础。 课程资源：《人体与运动》一课，是全日制初中《体育与健康》课中第一章《你的身体健康》中的第一节课的学习内容，是体育理论课。教材由“骨骼和关节”、“肌肉”、“骨骼、关节、肌肉和运动系统的关系”三部分内容组成。 四、课程资源： 教材资源：初中八年级《体育与健康》教材及教学参考书。 多媒体资源：《人体与运动》演示课件、幻灯片课件 教具资源：人体骨骼模型、体操垫。 五、教学方法： 体育理论课由于在教室内进行，场地受到限制，教材内容又显得单一，学生学起来枯燥。根据新体育课标的要求，我通过让学生积极动脑思考，动手试一试，动口问答，在此过程中激发学生快乐的情绪，产生学习兴趣和求知欲望，在兴趣盎然中学习，由动而乐，在乐中学。 八年级学生因年龄小，理解能力差，并且又特别活泼好动。因此我对他们不进行过深的理论讲授，只讲一些简单的常识性内容。在讲授时也不是进行简单的
第一篇人体运动系统 运动系统由骨、关节和肌肉等组成，其功能是实位移或保持姿势。人体最基本的位移运动是杠杆运动。其中骨是运动杠杆，关节是支点肌肉是运动动力。肌肉运动的主要部分，骨和关节是运动的被动部分。 第一节骨的概述 正常成年人共有206块骨，其中170块成双。177块直接参与随意肌运动。 一、骨的形态各分类 1、长骨：分布在四肢，两端的上下为上端和下端，中间为骨干。作用；主要 起运动杠杆作用。 2、短骨: 分布在手腕和足的位置，一般是立方体，常有六个面， 它们短小坚固，适合于人手和足的高度灵活的需要。 3；扁骨: 分布在头、胸一般成板状，薄而坚固，起保护作用。 4、不规则小骨: 呈不规规则形状。如；髋骨、椎骨、聂骨。 5、籽骨：被肌腱和韧带包围起来的骨。
按部位分类； 颅骨脑颅8 面颅14 共22块 听小骨6块 舌骨1块 颈椎7 胸椎12 椎骨26 腰椎 5 躯干骨肋骨24 骶椎 1 尾椎 1 胸骨 1 肩带骨 4 上肢骨游离部位 6 四肢骨 腰带骨2 下肢骨游离部位60
二、骨的构造 骨是器官，它是由骨组织、致密结缔组织、脂肪组织、网状组织等构成。 骨包括；骨膜、骨质、骨髓并有神经和血管分布。 1.、骨膜; 由致密结缔组织构成，被覆于除关节面以外的骨质表面，并有许多 纤维束伸入于骨质内。
《1》骨外膜；浅层中有丰富的血管、神经穿行。深层分化出的成骨细胞，有制造新骨质的作用骨膜作用，沿途有分支进入伏克曼氏管，再 分支伸入哈佛氏管，以营养骨质。 《2》骨内膜：深层细胞处于稳定状态，它使终保特分化能力。 内层：较疏松,衬在骨髓腔面,骨小梁的表面及哈佛氏管内,骨内膜中的细胞分化出的破骨细胞，使骨髓腔不断扩大。以形成新骨质和破坏、改造已生成的骨质，所以对骨的发生、生长、修复等具有重要意义。老年人骨膜变薄，成骨细胞和破骨细胞的分化能力减弱，因而骨的修复机能减退。 2、骨质；骨质由于结构不同可分为两种：一种由多层紧密排列的骨板构成，叫做骨密质；另一种由薄骨板即骨小梁互相交织构成立体的网，呈海绵状，叫做骨松质。 (一)、骨密质质地致密，抗压抗纽曲性很强。 （二）骨松质则按力的一定方向排列，虽质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。
人体行为识别技术 在计算机视觉领域中，人体运动行为识别是一个被广泛关注的热点问题，在智能监控、机器人、人机交互、虚拟现实，智能家居，智能安防，运动员辅助训练等方面有巨大应用价值。行为识别问题一般遵从如下基本过程：数据图像预处理，运动人体检测、运动特征提取、特征训练与分类、行为识别。着重从这几方面逐一回顾了近年来人体行为识别的发展现状和常有方法。并对当前该研究方向上待解决的问题和未来趋势做了分析。行为理解可以简单地认为是时变数据的分类问题，即将测试序列与预先标定的代表典型行为的参考序列进行匹配。通过对大量行为理解研究文献的整理发现：人行为理解研究一般遵从特征提取与运动表征、行为识别、高层行为与场景理解等几个基本过程。 特征提取与运动表征是在对目标检测、分类和跟踪等底层和中层处理的基础上，从目标的运动信息中提取目标图像特征并用来表征目标运动状态；行为识别则是将输入序列中提取的运动特征与参考序列进行匹配，判断当前的动作处于哪种行为模型；高层行为与场景理解是结合行为发生的场景信息和相关领域知识，识别复杂行为，实现对事件和场景的理解。【2】 1、行为识别的应用 从应用领域的分类来讲，可以将人体运动分析的应用分成如下几个领域： ①智能监控 这里所指的“智能”包含两个方面的含义。一种“智能”是指系统能够在一定的场景中检测是否有人的出现(如通过检测人脸的方法)防止只是简单的通过运动目标检测所造成的错误报警(例如因为动物活动或者刮风摇动树枝等等而造成误报)。另外一种“智能”是指系统能够监视一定场所中人的活动，并对其行为进行分析和识别，跟踪可疑行为(如经常在重要地点徘徊等等行为)从而采取相应的报警措施。通常把报警系统设置于银行、机场、车站、码头、超市、办公大楼、住宅小区等地，以实现对这些场所的智能监控。 ②虚拟现实 跟踪现实世界人的姿态，从而创建一个虚拟的仿真场景，实现人与这个虚拟世界的交互。该领域的具体应用涉及视频游戏、虚拟摄影棚、计算机动画等方面。 ③高级用户接口 指可以通过对用户手势的识别来代替传统的鼠标和键盘输入，从而实现人与计算机之间的智能交互。此外，通过对手势语言的理解，还可以进行聋人与计算机之间的手语交流。 ④运动分析 人体运动分析可以运用于基于内容的视频检索领域。例如可以检索在运动会上单杠比赛中运动员的杠上动作。这样可以节省用户大量的查询视频资料的时间和精力。另外一种应用是用于各种体育项目中，提取运动员的各项技术参数(如关节位置、角度和角速度，等等)，通过分析这些信息，可以为运动员的训练提
第29卷第5期2008年5月 微 计 算 机 应 用 M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NS Vol129No15 M ay12008基于单目视频运动跟踪的三维人体动画3 吴 玥 田兴彦 (湖南大学软件学院 长沙 410082) 摘要:针对传统人体动画制作成本高、人体运动受捕获设备限制等缺陷,提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法。首先给出了系统实现框架,然后采用比例正交投影模型及人体骨架模型来恢复关节的三维坐标,关节的旋转欧拉角由逆运动学计算得到,最后采用H-ani m标准对人体建模,由关节欧拉角驱动虚拟人产生三维人体动画。实验结果表明,该系统能够对人体运动进行准确的跟踪和三维重建,可应用于人体动画制作领域。 关键词:运动跟踪 单目视频 三维人体动画 逆运动学 3D Hu man An ima ti on Ba sed on Hu man M oti on Track i n g from M onocul ar V i deo Sequences WU Yue,TI A N Xing yan (Soft w are School,Hunan University,Changsha,410082,China) Abstract:The traditi onal app r oaches t o make hu man ani m ati on are suffering fr om the p r oble m s of expensive cost and hu man body mo2 ti on li m ited by moti on cap ture equi pment,t o overcome these shortcom ings,a ne w3D hu man ani m ati on based on hu man moti on tracking fr om monocular video sequences is p r oposed1Firstly,the fra me work of our syste m is p resented,then,the3D coordinates of j oints are esti m ated by hu man skelet on constrain under scaled orthographic p r ojecti on,the r otati on Euler angles of j oints are calculated by inverse kine matics1Finally,we use H-ani m t o rep resent virtual hu man,the moti on of virtual hu man is dr ove by the Euler angles of j oints1 The experi m ents show that tracking and reconstructing results made by our syste m are accurate and effective1This syste m can be ap2 p lied t o hu man ani m ati on1 Keywords:Moti on tracking,Monocular video sequences,3D hu man ani m ati on,I nverse kine matics 1 引言 如何方便地生成高逼真度的三维人体动画已成为当前计算机动画的一个重要研究方向。按照运动建模方式不同三维人体动画可以分为以下四类:关键帧方法、基于运动学和逆运动学、基于动力学和逆动力学、运动捕获方法。基于运动捕获方法的人体动画具有逼真度高、数据可重用等特点,在动画技术中得到广泛应用。在商业产品中一般使用硬件设备(如V icon)来捕获人体运动,要求运动员身穿紧身衣并在关节位置粘贴反光小球或反光片,这样限制了运动员的运动;另一方面硬件设备比较昂贵,制作成本较高。在前人研究的基础上,本文提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法,具有使用方便、制作成本低廉、动画效果较好等特点。 基于视频运动跟踪的运动捕获方法按照其采用摄像机数目多少可以分为两类:①基于单目视频的方 本文于2008-1-15收到。 3本文受基于重建人脸面部器官三维模型的关键技术研究基金项目(06JJ2065)资助。
1、下列对骨的叙述正确的是( ) A.每块骨都由骨质、骨髓、骨髓腔、骨膜和关节软骨构成 B.骨骺由骨密质构成 C.成人骨髓腔内充满红骨髓 D.红骨髓具有造血功能 E.每块骨均不能视为一个器官 2、不成对的脑颅骨有( ) A.顶骨 B.颞骨 C.蝶骨 D.上颌骨 E.泪骨 3、解剖学姿势的描述，下列何者是错误的( ) A、身体必须直立 B、两眼平视前方 C、上肢在躯干两旁自然下垂 D、手掌面对躯干 E、两足跟靠拢，两趾接触并指向前方 4、骶管麻醉须摸认的骨性标志( ) A.骶正中嵴 B.骶岬
C.骶角 D.骶后xx E.都不对 5、开口于蝶筛隐窝的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.蝶窦 D.筛xx小房 E.筛xx后小房 6、开口中鼻道的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.筛xx D.筛xx E.以上都是 7、在直立姿势下,不能由于重力作用而引流的鼻旁窦是( ) A.额xx B.蝶窦 C.上颌窦 D.筛xx E.以上都不对
8、下列xx属于长骨( ) A.第八肋骨 B.舟骨 C.趾骨 D.跟骨 E.椎骨 9、下面哪一项不属于人体九大系统( ) A．消化系统 B．脉管系统 C．免疫系统 D．内分泌系统E 10、有关骨髓腔正确的是( ) A．位于骨骺内 B．位于长骨的骨干内 C.位于骨松质的间隙内 D．成人骨髓腔内含红骨髓 E．小儿骨髓腔内含黄骨髓 11、有关各部椎骨主要特征的叙述正确的是( ) A．胸椎体的横断面呈肾形 B．颈椎体的横断面呈心形 C．腰椎棘突呈板状，水平伸向后方
D．腰椎体的横断面呈椭圆形 E．胸椎横突有孔啊 12、胸骨角( ) A．位于胸骨体和剑突的交界处 B．是两侧肋弓形成的夹角 C．两侧平对第2肋 D．两侧平对第2肋间隙 E．两侧平对第3肋 13、骶管麻醉时须摸清的骨性标志是( ) A．骶前孔 B．骶后孔 C．骶岬 D．骶角 E．骶管 14、不属于肩胛骨的结构是( ) A．肩峰 B．肩胛冈 C．肩胛下窝 D．喙突 E．滑车切迹 15、桡神经沟位于( )
人体的八大系统 人体共有8个系统，即：运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统。 运动系统:具有运动、支持、保护功能，由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨以不同形式连结在一起，构成骨骼。形成了人体的基本形态，并为肌肉提供附着，在神经支配下，肌肉收缩，牵拉其所附着的骨，以可动的骨连结为枢纽，产生杠杆运动。 骨是以骨组织为主体构成的器官，成人骨共有206块，依其存在部位可分为颅骨、躯干骨和四肢骨。骨以骨质为基础，表面复以骨膜，内部充以骨髓，分布于骨的血管、神经，先进入骨膜，后穿入骨质再进入骨髓。两骨和更多骨连接在一起，具有一定的活动功能，叫做关节。每块肌肉都由肌腱和肌腹组成，肌腹有收缩能力，肌腱附着于骨，无收缩能力。 消化系统:功能主要是食物的消化和吸收。由消化管和消化腺组成，消化管包括口腔、食管、咽、胃、小肠、大肠、肛门等。消化腺是分泌消化液的器官，包括唾液腺、胃腺、胰腺、肝、肠腺等。 食物在消化管内的分解过程叫做消化，食物经过消化后，透过消化管粘膜，进入血液循环的过程叫做吸收。对于未被吸收的残渣部分，消化道则通过大肠以粪便形式排出体外。 消化系统对食物的消化有两种方式。一种是通过消化腺分泌消化液来完成，这种方式叫做化学消化。另一种方式是通过消化管肌肉的收缩产生咀嚼、蠕动，将食物磨碎，使食物与消化液充分混合，并将食物不断地向消化管的下方推送，这种消化方式称为机械性消化。 机械性消化和化学性消化两功能同时进行，共同完成消化过程。 呼吸系统:主要功能是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气。由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管等器官，临床上把鼻、咽、喉称上呼吸道；把气管、主支气管及其分支称下呼吸道。其中鼻、咽喉、气管和支气管是空气进出的通道，肺是进行气体交换的场所。 肺的呼吸是通过呼吸运动来实现的，即依靠呼吸肌收缩和舒张，引起胸腔有节律地扩张和回缩，使空气经呼吸道进出肺。 循环系统:主要功能是气体、养分及废物的交换、运送。包括心血管系统和淋巴系统。 心血管系统是由心脏、动脉、毛细血管及静脉组成的一个封闭的运输系统。由心脏不停的跳动、提供动力推动血液在其中循环流动，为机体的各种细胞提供了赖以生存的物质，包括营养物质和氧气，也带走了细胞代谢的产物二氧化碳。 淋巴系统是一个遍布全身的网状的液体系统，由扁桃体、脾脏、淋巴管和淋巴结组成，是人体的重要防卫体系。它能制造白细胞和抗体，滤出病原体，并加以消灭，阻止感染蔓延。
Human CAD人体运动仿真软件 Human CAD人体运动仿真软件简介 HumanCAD人体运动仿真软件是加拿大NexGen公司产品，迄今已有20年的专业研发技能和经验，其基础构架是NexGen公司开发人员从1990年就开始研发的ManneQuin仿真软件。 HumanCAD人体运动仿真软件主要用于人体体力作业的动态、静态模拟和分析。它拥有多个作业工具和环境组件模块。场景逼真、实用，可以对运动和作业过程中的躯干、四肢、手腕等部位的空间位置、姿势、舒适度、作业负荷、作业效率等数据进行采集和分析，在世界范围的研究领域被广泛使用。 Human CAD人体运动仿真软件主要模块 HumanCAD V1.2主程序：实现主要的编程功能，包括导入/输出人体和实物模型、构造编程环境等。 HumanCAD ErgoTools：扩展人体模型相关的数据库，使分析功能更强大。HumanCAD CADExchange：用于扩展软件可识别的三维模块类型，使软件兼容性更强。 使用指导书及相关资料针对教育/科研用户，指导其高效展开科研。 产品许可号：正版授权许可。 Human CAD人体运动仿真软件输出功能 可及度分析 视野分析 抬举力量分析 作业姿势评估 舒适度分析 基于用户设定的其他人体作业数据 HumanCAD人体运动仿真软件功能特点 可根据用户需求，自动生成三维人体模型。 可设置人体模型的尺寸、姿势、动作。 设计、生成产品模型，并设定其各种物理参数。 与各类相关三维建模软件都有良好接口，可实现用户自定义模型的导入与输出。具备强大的数据分析功能，可以分析人在作业过程中的姿势、舒适度、做功等数据。
人体解剖学运动系统习题 第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3．椎间孔４。椎管5.胸骨角 6．肋弓7．关节腔 8．椎间盘 9。黄韧带１0.腹直肌鞘 1１.腹股沟管 １2。斜角肌间隙１3。乳突 二、填空题 1.运动系统包括( ），（）和( ）三部分. ２. 成人全身骨共有( )块。按其所在部位分为( )，（）和( )。 3。根据骨的外形，可将骨分为（），（ ),（)和( )四类。 ４.骨的构造主要由( ）,( ），( )，血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（）,（）的（）三部分。 6．骨髓位于( ）的（ )间隙内。可分为有( ）功能的( ） 和失去（）功能的（）两种. 7. 躯干骨包括２4块（)，1块（ ),1块（）,1块（ ),和12对( ）. 8．脊柱是借7块( )，12块( ）,5块( ），1块（ ),1块（)和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同1２个（ )，１2对（ )，１个（）和它们之间的骨连结共同构成。 １0．每块椎骨由位于前方的（）和后方的
( ）结合而成,它们共同围成( ）。 １1.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲,其中（ )曲和（）曲凸向前，而（）曲和（ )曲凸向后。 1２.脊柱有很大的运动性，可做（)，( ）,（），( )和( )运动。 1３．脊柱有（），( ）和（）功能。 14．胸骨自上而下分为( )，（)和（）三部分。 １5.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16。关节面覆盖有( ），它和关节囊的（)共同围成关节腔。 17。连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18．不成对的脑颅骨包括（），( ），（ )和( )四块。 1９。成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 ２0。上肢带骨是（ )和（）.自由上肢骨包括（ ),( ）,（）,( )，（ )和( ）。 21。下肢带骨即( ）。自由下肢骨包括（）,(），( ），（),（）,( ）和( ）。 2２.骨盆由2块（）,１块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 ２4．肘关节是由（）下端,（）上端和（ )上端构成的复关节，它包括三个关节，即
人体的支持与运动 人体的支持与运动 教学目标一、知识目标： 1．说明人体的运动依赖于一定的结构。 2．描述人体骨骼的组成。 3．通过观察说明骨的基本结构和功能。 二、能力目标： 通过观察长骨的结构以及进行有关骨的实验，培养学生实验操作和分析问题、解决问题的能力。 三、情感态度与价值观目标： 懂得体育锻炼对于运动系统的影响，养成坚持体育锻炼的良好生活习惯。 教学重点骨的基本结构和功能。 教学难点长骨适于支持和运动的结构特点。 教法设计及 学法指导实验法、观察法、合作学习 前准备教师编号：013 学生画人体骨骼模型 教学过程
教师活动学生活动备注 【引入】 我们做一个屈肘动作，想一想，这个动作是由人体的哪些部分参与完成的？ 【新授】 【讲解】 骨 运动系统骨连接 骨骼肌 【展示】人体的骨骼组成 【布置】拼装人体骨骼模型【布置实验】观察长骨的结构 取一块新鲜的猪的长骨（如股骨），用锯子把它纵向锯开，从外向内依次观察。 1．用解剖刀从骨的表面剥离出一层膜，这是骨膜。用镊子拉一拉骨膜，感觉骨膜坚韧吗？观察骨膜的颜色，里面有血管吗？ 2．对照图16—2，观察长骨纵剖面上的骨松质和骨密质。看一看，这两种骨质分别位于长骨的什么部位？骨质的形态结构又有什么不同？ 3．观察骨髓分布在什么部位，是什么颜色，用解剖刀除去中央一部分骨髓，可以看到中空的骨髓腔，说明长骨是管状的。【小结】布置学生完成
【布置作业】P37—38 【讨论、回答】 略【观察、自学】头骨 人体骨骼躯干骨上肢骨 四肢骨 下肢骨人体的骨骼由206块骨组成。 【动手实践】 1．拿出事先画好的骨骼图，在不同的“骨”上涂上不同的颜色。2．将已着色的“骨”贴在硬纸板上，再把每一块“骨”剪下。用胶水或订书机再将骨连结成一具骨骼。 【实验、观察、小结】骨膜骨密质 骨骨质 骨髓骨松质骨膜是骨表面的一层坚韧的结缔组织膜。骨膜内含有血管、神经和成骨细胞。血管中的血液对骨有营养作用；成骨细胞对骨的生长和再生有重要作用。骨折以后由于成骨细胞的作用骨能够愈合，这是骨的再生。 骨密质致密而坚硬，在长骨中，骨密质大部分集中在内干部分，抗压很强；骨松质则分布在长骨两端的部分，结构疏松，呈蜂窝状，可以承受一定的压力。 长骨骨干的骨髓腔中和骨松质的空隙里都有骨髓。幼年时期的骨髓呈红色，具有造血功能。随着年龄增长，骨髓腔中的红骨髓逐渐变成黄骨髓，就失去了造血功能。当人失血过多时，黄骨髓能够再转变为红
第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3.椎间孔 4.椎管 5.胸骨角 6.肋弓 7.关节腔 8.椎间盘 9.黄韧带 10.腹直肌鞘 11.腹股沟管 12.斜角肌间隙 13.乳突 二、填空题 1.运动系统包括（），（）和（）三部分。 2. 成人全身骨共有（）块。按其所在部位分为（），（）和( ）。 3. 根据骨的外形，可将骨分为（），（），（）和（）四类。 4.骨的构造主要由（），（），（），血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（），（）的（）三部分。 6.骨髓位于（）的（）间隙内。可分为有（）功能的（） 和失去（）功能的（）两种。 7. 躯干骨包括24块（），1块（），1块（），1块（），和12对（）。 8. 脊柱是借7块（），12块（），5块（），1块（），1块（）和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同12个（），12对（），1个（）和它们之间的骨连结共同构成。 10.每块椎骨由位于前方的（）和后方的（）结合而成，它们共同围成（）。 11.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲，其中（）曲和（）曲凸向前，而（）曲和（）曲凸向后。 12.脊柱有很大的运动性，可做（），（），（），（）和（）运动。 13.脊柱有（），（）和（）功能。 14.胸骨自上而下分为（），（）和（）三部分。 15.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16.关节面覆盖有（），它和关节囊的（）共同围成关节腔。 17. 连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18.不成对的脑颅骨包括（），（），（）和（）四块。 19.成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 20.上肢带骨是（）和（）。自由上肢骨包括（），（），（），（），（）和（）。 21.下肢带骨即（）。自由下肢骨包括（），（），（），（），（），（）和（）。 22.骨盆由2块（），1块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 24.肘关节是由（）下端，（）上端和（）上端构成的复关节，它包括三个关节，即（），（）和（）。 25.髋关节由（）和（）构成。 26.膝关节由（），（）和（）构成。 27. 桡腕关节是由桡骨下端、尺骨下端的（）和（），（），（）共同构成。 28. 鼻腔外侧壁有三个骨片，自上而下为（），（）和（）。 29.腹前外侧群肌，由浅入深依次为（），（）和（）。 30.咀嚼肌包括（），（），（）和（）。能使（）关节产生运动。 31.表情肌主要有（），（），（）和（）等。 32.腹股沟管位于（）内侧半的上方，男性通过（），女性通过（）。
第十六章运动与行为 第1节人体的支持与运动-1 【教材分析】： 对于人和动物来说，许多行为的产生都需要在神经系统的支配下，通过运动系统来完成，所以本章内容安排在生命活动调节的后面。内容上根据初中学生的认知规律和初中学生的心理特征，动物的运动突出人的支持和运动。人体的支持与运动离不开人体的运动系统，动物的行为与人类生活和生产密切相关。主要突出动物和为与动物的生存和发展的关系。编排上以问题探究为主线，教材安排了一系列活动，让学生在观察、交流、讨论过程中，体现自主、合作、探究性的学习方式，体验知识的形成过程，真正实现学生学习的自主性、合作性和探究性。同时注意引导学生关心和解决实际问题，形成尊重事实的科学态度，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都能有所发展。 【学情分析】： 学生可以对照自己的身体，认识人体骨骼和骨骼肌，从而认识了解人的骨、骨连接、骨骼肌分兵形态特点和功能、骨的结构和成分。明白长骨的结构特点是与其运动功能相适应的。观察和体验关节在运动中的作用，了解体育锻炼对人体运动功能的影响。从生活经验出发，认识了解动物的行为分为先天性行为和后天性行为，让学生了解各种动物行为的特点以及对动物本身的意义。 【教学目标】： 教学目标 知识目标： 1、说明人体的运动依赖于一定的结构 2、描述人体适于支持和运动的结构特点 能力目标： 通过观察长骨和关节的结构以及进行有关骨的实验，培养学生实验操作和分析问题、解决问题的能力。情感目标： 懂得体育锻炼对于运动系统的影响，养成坚持体育锻炼的良好生活习惯。 教学重点：关节的结构特点，骨骼肌的结构特性。 教学难点：人体运动如何产生。 教学方法：引导自学、探讨法 教学准备：关节、骨骼肌的图片模型等
人体的支持与运动 第十六章运动与行为第1节人体的支持与运动-1【教材分析】：对于人和动物来说，许多行为的产生都需要在神经系统的支配下，通过运动系统来完成，所以本章内容安排在生命活动调节的后面。内容上根据初中学生的认知规律和初中学生的心理特征，动物的运动突出人的支持和运动。人体的支持与运动离不开人体的运动系统，动物的行为与人类生活和生产密切相关。主要突出动物和为与动物的生存和发展的关系。编排上以问题探究为主线，教材安排了一系列活动，让学生在观察、交流、讨论过程中，体现自主、合作、探究性的学习方式，体验知识的形成过程，真正实现学生学习的自主性、合作性和探究性。同时注意引导学生关心和解决实际问题，形成尊重事实的科学态度，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都能有所发展。 【学情分析】：学生可以对照自己的身体，认识人体骨骼和骨骼肌，从而认识了解人的骨、骨连接、骨骼肌分兵形态特点和功能、骨的结构和成分。明白长骨的结构特点是与其运动功能相适应的。观察和体验关节在运动中的作用，了解体育锻炼对人体运动功能的影响。从生活经验出发，认识了解动物的行为分为先天性行为和后天性行为，让学生了解各种动物行为的特点以及对动物本身的意义。【教学目标】：教学目标知识目标：1、说明人体的运动依赖于一定的结构2、描述人体适于 支持和运动的结构特点能力目标：通过观察长骨和关节的结构以及进行有关骨的实验，培养学生实验操作和分析问题、解决问题的能力。情感目标：懂得体育锻炼对于运动系统的影响，
养成坚持体育锻炼的良好生活习惯。教学重点：关节的结构特点，骨骼肌的结构特性。教学难点：人体运动如何产生。教学方法：引导自学、探讨法教学准备：关节、骨骼肌的图片模型等 教学过程：第一课时[导入]师：板书“肘”，认识肘。请学生一起来做一个屈肘动作，想一想，这个动作是在哪个系统的指挥下，由人体的哪些部分参与完成的？（提示：屈肘的动力是由于哪个器官的收缩？使什么绕着什么活动而形成的？）问：神经系统骨骼肌骨关节师：指出这个动作中起杠杆作用 的骨，支点是肘关节，动力来源于骨骼骨的收缩，指挥是神经系统。指出骨骼肌、骨连结、骨组成了人体的运动系统。人体的许多动作都是在神经系统的支配下，骨骼肌收缩和舒张，牵动所附着的骨产生动作。运动系统的主要功能是产生运动。问：如果不小心发生了骨折或肌肉拉伤、瘫痪的情况，还能进行正常的运动吗？能不能正常站立行走吗？这体现了它的什么功能？（支持）板书：人体的支持与运动――运动系统。[新课]一、骨骼师：人体的骨有206块，指出骨、骨连结合称为骨骼。问：骨与骨骼有什么区别？生：骨是单块的骨，骨骼是由多块骨通过骨连结组成的。（骨骼可以是整个人体骨骼，也可以骨骼的某一部分，如上肢骨骼、躯干骨骼。）师：人体的骨骼是由 206块骨通过骨连结构成的。1．观察人体的骨骼组成：观察 图片，对照自己的身体，认识人体骨骼的组成。问：看看人体骨骼可分为哪几大部分？每一部分包括哪些骨？生：对照身体，读图认图。生：指着骨骼模型说出各部骨骼的名称。
基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 （一）科技奥运技术、产品、服务的名称及所属单位 1、项目名称：基于三维人体运动仿真与视频分析的计算机辅助运动系统及示范应用 2、所属单位：中国科学院计算技术研究所 （二）科技奥运技术、产品、服务在奥运筹备建设中的应用情况、专利保护情况、技术水平情况等 在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。在雅典奥运会上，我国跳水队取得六枚金牌的好成绩。我国原有的弱势项目蹦床在雅典奥运会也获得一枚铜牌，实现了奖牌零的突破。另外，中国该队在2005年举办的第二十四届世界蹦床锦标赛团体比赛中，夺得男、女蹦床团体和男子单跳团体三项世界冠军，实现中国蹦床在世界三大赛上的历史性突破，目前已经跃升为世界强队。 该项成果的应用已完全获得国家体育总局的肯定与认可，被认为是“一项开创性研究工作”，“能够有效提高运动训练的科学性和效率，对快速提高运动成绩有很大帮助”，并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖，并有近40套软件系统无偿装备到各个运动项目的国家队，为多个运动项目国家队备战08年奥运会进行辅助训练。 1、应用情况： 实施本项目所产生的成果是“面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统”，该系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统，其应用情况如下。 1）、在国家运动队备战2004年雅典奥运会的过程中，我们积极试用阶段研究成果，为国家跳水队、蹦床队备战奥运的集训提供高科技服务。研发的系统成为他们的重要训练科技装备，并为这些运动队在雅典奥运会取得这些优异成绩，做出了重要的贡献。 2）、由于系统在备战2004年雅典奥运会的过程中所取得的优异成绩，系统部分成果已开始在射击、田径、跳水、击剑、举重、体操等多个运动项目国家队备战08年奥运会训练中全面推广使用。
人体的支持与运动 教材内容： 苏教版《生物》八年级（上册）第五单元第16章第一节：人体的支持与运动。主要内容是人体的支架—骨骼，骨的连接，骨骼肌。 执教对象：灌云县初级中学八年级 授课时间：2010年10月28日 二、教学目标 （一）知识与技能 说明人体的运动依赖于一定的结构。 描述人体适于支持和运动的结构特点。 通过观察长骨和关节的结构以及进行有关骨的实验，培养学生实验操作和分析问题、解决问题的能力。 （二）过程与方法 通过实验和观察学习人体的运动系统的组成：骨、骨连接、骨骼肌。 培养学生的观察能力，实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。 （三）情感态度与价值观 1.通过学习，加深学生对自身的认识，懂得体育锻炼对于运动系统的影响，懂得养成 正确的坐姿、站立、行走姿势对形体美的影响，养成坚持体育锻炼的良好习惯。 三、教学过程 （一）设计思路 本节的主要内容是骨的结构和功能，是本章的重点之一。骨的重要生理功能是运动，而骨的支撑作用是其运动功能的基础。而骨的支撑功能是与其结构和组成成分有关。针对这些知识点课本设计了两个实验，第一个实验通过学生的操作探究使其认识骨的生理特性--硬而不脆与骨的组成成分之间的关系。第二个实验，通过观察长骨的结构，认识骨膜、骨质和骨髓，从而归纳骨的基本结构。通过这两个探究活动，本节的两个主要知识点骨坚而不重、硬而不脆的性质。然后，通过"知识链"对这些知识进行总结和提炼。 最后使学生进一步理解处于生长发育关键时期的青少年应保持坐、立、行走的正确姿势的道理，并变成自觉的行动，养成良好的习惯，以利于他们的健康成长。关于骨连接通过插图简要介绍骨连接的三种形式，强调关节是骨连接的主要形式，其中对不活动连接和半活动连接只作了简单的介绍，关节这部分内容，通过图文介绍，让学生在观察和体验中，了解关节在运动中的作用。 骨骼肌这部分内容，是本节的重点，安排学生观察彩图并对照自己的身体认识全身主要的骨骼肌名称和部位，并以表格的形式，让学生将获得的知识归类。并让学生自己体验
初中生物标准教材 八年级生物：人体的支持与运 动 (教学实录) Biology is a science that studies the types, structures, functions, behaviors, development, and origin and evolution of organisms at all levels. 学校：______________________ 班级：______________________ 科目：______________________ 教师：______________________
--- 专业教学设计系列下载即可用 --- 八年级生物：人体的支持与运动 (教学实 录) 教学目标一、知识目标： 1．说明人体的运动依赖于一定的结构。 2．描述人体骨骼的组成。 3．通过观察说明骨的基本结构和功能。 二、能力目标： 通过观察长骨的结构以及进行有关骨的实验，培养学生实验操作和分析问题、解决问题的能力。 三、情感态度与价值观目标：
懂得体育锻炼对于运动系统的影响，养成坚持体育锻炼的良好生活习惯。 教学重点骨的基本结构和功能。 教学难点长骨适于支持和运动的结构特点。 教法设计及 学法指导实验法、观察法、合作学习 课前准备教师课件编号：013 学生画人体骨骼模型 教学过程 教师活动学生活动备注 【引入】 我们来做一个屈肘动作，想一想，这个动作是由人体的哪些部分参与完成的？ 【新授】 【讲解】 骨
运动系统骨连接 骨骼肌 【展示课件】人体的骨骼组成 【布置】拼装人体骨骼模型【布置实验】观察长骨的结构 取一块新鲜的猪的长骨（如股骨），用锯子把它纵向锯开，从外向内依次观察。 1．用解剖刀从骨的表面剥离出一层膜，这是骨膜。用镊子拉一拉骨膜，感觉骨膜坚韧吗？观察骨膜的颜色，里面有血管吗？ 2．对照图16—2，观察长骨纵剖面上的骨松质和骨密质。看一看，这两种骨质分别位于长骨的什么部位？骨质的形态结构又有什么不同？ 3．观察骨髓分布在什么部位，是什么颜色，用解剖刀除去中央一部分骨髓，可以看到中空的骨髓腔，说明长骨是管状的。 【小结】布置学生完成 【布置作业】课课p37—38 【讨论、回答】
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第九章运动损伤的治疗方法 第一节药物疗法 一中草药 中草药治疗的基本法则 整体和辨证施治 常用中药 活血理气续筋接骨祛风散淤清热的中草药. ===============================
中草药治疗运动损伤的具体应用: 1 运动损伤初期 止血止疼清热消炎的中草药 2 炎症反应及肿胀期 清热消炎活血化淤行气通络的中草药. 3 肉芽组织机化期 药物和功能锻炼同时进行. 治疗运动损伤的常用方剂: 外治(搽敷熏洗) 内治(膏丹散丸汤酒剂) ================================ 二外用西药 1 红药水 2 紫药水 3 碘酒 4 酒精 5 生理盐水 6 消炎粉
================================ 三内服西药 止疼及消炎类药物 四内服中药 云南白药跌打丸三七片:适用于早中期 大活络丸小活络丸:后期及慢性损伤. 五外贴膏药 ================================ 六注射剂(痛点注射药物疗法) 1~2%的盐酸普鲁卡因 作用：帮助诊断注射部位是否准确；有麻醉止疼和促进病变组织代谢的作用. 肾上腺皮质激素类药物(醋酸氢化可的松，强地松龙) 作用：维持毛细血管的正常通透性，减少渗出液，防止水肿，抗炎并能抑制结缔组织增生，减少瘢痕形成。 ================================ 适应症：腱鞘炎滑囊炎肌肉拉伤肌腱炎创伤性关节炎
用法：与普鲁卡因混合液局部注射，1次/周；4次为一个疗程。 注意事项：注射后局部休息24小时，严格消毒；避免感染保持清洁。 ================================ 第二节拔罐疗法 原理：通过火的燃烧造成罐内负压，使毛细血管充血淤血治疗疾病. 作用：溶血穴位刺激温热作用 拔罐的方法 1 点火 2 留罐 3 起罐 ================================ 适应症和禁忌症 慢性闭和性软组织损伤.禁止急性和亚急性疾病使用 注意事项 注意不要 造成烫伤