随着知识经济的到来,我们获取新知识的模式受到了前所未有的冲击,多种新的学习模式如雨后春笋般出现。最具有冲击力的便是随着网络技术发展而出现的在线学习,它改变了人们的学习思维和方式。这种学习模式中,大家所熟悉的主要是以学习知识或掌握技术为目的在线学习系统。而随着人均收入的提高,以及健身需求的多样化,以健身和养生为目的在线动作学习系统也正不断出现。为了满足动作学习的要求,此类学习系统大多采用视频教学形式；目前也开始出现3D教学形式,但是此类3D系统多要求客户安装系统程序,或者要求浏览器有必要的插件支持,使用繁琐且交互方法单一,影响了动作学习系统的推广。因此设计和开发了一个基于网页的、无需插件支持的、具有多种交互方式的在线3D动作学习系统有着很好现实意义。本文通过研究和分析以往虚拟三维动作教学系统以及Web3D渲染方面的国内外技术和成果,以“二十四式杨氏太极拳”动作教学为例,结合动作捕捉、三维建模、触控、体感交互、手机交互、情感交互、立体投影等相关技术,设计并实现了基于WebGL和自然交互技术的太极拳学习系统。该系统在客户端免安装零维护,允许用户通过浏览器,使用多种交互方式,方便快捷地与系统进行交互,对场景和人物进行控制,达到高效学习的目的。本文根据太极拳教学特点和实际需求,采用软件工程的方法对系统需求进行了详细分析,在此基础上对学习系统进行了整体设计,给出了学习系统的部分实现方法,并进行了用户测试。系统采用B/S架构,以Dreamweaver CS6和Visual Studio 2010作为开发平台,利用WebGL技术实现三维动画的网页渲染,然后根据不同应用场景,可采用PC显示器、智能手机或大屏幕投影进行显示,并可使用立体显示技术借助立体眼镜或暴风魔镜等提供立体沉浸感体验。同时,用户可以运用体感交互、触控、声控、传感器、情感计算等技术完成交互功能。另外,我们应用三维动作捕捉技术获取标准动作数据,保证虚拟示范动作的准确性等。在系统功能上,本学习系统提供了太极拳连贯动作示范和分解动作示范、场景和人物动画的控制、语音教学、动作要领提示等功能。在系统实现的过程中,充分考虑了键盘鼠标和体感交互等技术应用情况下的交互特征,设计了人性化的交互方式等。该系统既可以作为用户独立自主学习的平台,也可以作为现场教学的辅助工具,打破了传统教学模式中对时间、场地和教练员的限制,弥补了目前武术学习系统使用平台单一、交互方式单一的不足,让用户在与系统的自然交互中充分体验动作学习的乐趣,达到高效学习的目的。下一步,根据用户测试的结果,并结合下一阶段工作计划,将对太极拳学习系统的教学内容和交互方式进行完善,力求为太极拳爱好者提供了一个内容更加丰富、交互更加自然的太极拳学习环境。