中科院三维仿真技术助力“蹦床夺冠”

　　杨国强

　　从计时器、塑胶跑道到鲨鱼皮泳衣、超轻跑鞋、碳纤维撑杆，一项项新技术的运用，使人类运动极限不断被刷新。

　　这两天，18岁小将何雯娜、19岁小将陆春龙先后拿下了北京奥运会女子、男子蹦床个人冠军。

　　中国蹦床队2004年就用上了中科院花费三年时间研制的这项辅助软件。中科院计算所研究员、虚拟现实技术实验室主任夏时洪博士昨天向《第一财经日报》介绍，这个软件项目开始于2002年，当时由科技部和国家体育总局牵头，中科院和北京市科委联合开发，希望通过研究竞技体育运动的数字化三维人体运动的计算机仿真技术，并以蹦床、跳水为例，研制一套基于三维人体运动仿真技术的计算机辅助体育训练系统，从而实现我国竞技体育训练从传统上以人眼观察为主到基于高精度运动捕捉与分析的人体运动测量方法的转变，在运动分析领域实现从基于经验的方法到基于人体运动模拟与仿真的人体运动的转变。

　　将仿真技术应用于体育项目，特别是现代竞技运动训练并不是中国人的独创。第16届冬奥会前，美国一家公司和加利福尼亚戴维斯大学联合开发了一种雪橇比赛装置，运动员在这套装置上能真切体验到驾驶雪橇沿着跑道飞速下滑的感觉，并通过实验室的检测设备实时监测运动员的身体状况，进行技术分析和功能诊断，以便设计最佳路线，制定最佳策略。美国雪橇队在备战第16届法国冬奥会的时候试用了这套装置，使用后惊喜地发现比实地训练节省了一半的费用，并在相同的时间内训练次数大大增加。

　　人体三维运动分析在竞技体育科学训练中具有重要作用。这种仿真技术主要是对外部环境的模拟，观察人体在这种模拟刺激下所产生的反应，运动数据通过传感器跟踪设备直接记录，类似好莱坞进行动画制作时，在演员的身上捆绑大量触点。这种方法的最大优点是能够捕捉到人类运动的真实数据，由于生成的运动基本上是人或器械运动的重现，因而效果非常逼真，且能保证训练的科学性。

　　虽然各个运动队都有经验丰富的金牌教练，但靠肉眼观察始终不如量化的数据。对此，夏时洪举了一个例子：比如跳水，有一个压水花的动作，如果压不住会得很低的分数，有仿真技术之后，就可以量化地知道要用多大的力可以将水花压到最小。

　　据了解，虽然这项技术目前仅针对几支国家队的极少数人，但中科院对这项技术的应用前景非常看好，比如在飞行员、汽车驾驶员训练，以及仿真游戏等方面都可能有很好的应用。“未来仿真技术肯定会应用到普通人生活中。”夏时洪说。