VR技术与体育的融合发展研究

□周敏（中国矿业大学江苏徐州221116）

VR技术与体育的融合发展研究

□周敏（中国矿业大学江苏徐州221116）

在现代社会发展过程中，体育科技事业成为体育发展最活跃的因素之一，科技和体育，二者的融合是体育发展和科技发展的客观必然。VR技术与体育的融合促进了体育领域的创新，进而推进了体育领域结构优化和理论的革新。研究认为：VR技术与体育融合是体育发展的必然趋势，只有发展好科技，重视VR技术与体育的融合发展规划，才能为提高我国整体的体育综合水平，促进全名健身的全面推进。

体育VR技术融合机制

1、引言

随着时代的发展，运动员的竞技能力和水平越来越高，人类运动极限不断被突破，在此情况下，很多国家将视角转向科技领域纷纷借助高科技，将运动员的运动能力和水平向前推进。传统的教学、训练模式到底还适不适用，需要我们体育人不断实践研究总结才能得出新的结论。科技给我们一把通往成功大门的钥匙，敢不敢用和怎门用也是对我们体育人的考验。其中，虚拟现实技术作为发展仅有三四十年的新兴宠儿当然也倍受关注和喜爱，不断被引入到体育教学、训练、旅游、体育赛事、场馆以及体育题材的开发研制等多领域，并在体育的各个方面都起到了非常重要的作用。

2、虚拟现实技术的含义

虚拟现实技术是二十世纪末才发展起来的一门崭新的高端的人机接口的信息技术。VR系统运用图像处理技术、多媒体技术、计算机图形学、人工智能化以及互联网技术，极其自然的将各种抽象信息融合在一起，利用多种传感设备（如：3D头盔、数据衣、数据手套、三维鼠标等）进行模拟仿真与实时交互，使人以更加逼真的感觉和认识计算机虚拟的世界，促进人机交互。

2.1、虚拟现实技术的定义

秦文虎、狄岚等将虚拟现实技术的定义进行归纳如下：虚拟现实技术（Virtual Reality,简称VR）是指利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。随着时代的发展，VR技术逐渐显示出它优越的性能，不断的被运用到诸多领域。目前在教育与培训、军事运用、工业、医学、生物领域、艺术与娱乐、可视化以及城市仿真上运用比较深入。

2.2、虚拟现实技术的特征

VR之所以被众多领域广泛运用是因为它的特征，其中最显著3个特征是：交互性（Interactivity）、沉浸感（Immersion）和构想性（Imagination），也就是人们俗称的3个“I”特征。

（1）交互性:指用户在模拟环境中进行的可操控程度和从模拟训练中得到反馈的同步程度。这种人机交互的产生，主要借助于各种专用的多维度虚拟设备，用户穿着轻便的数据衣，使用立体眼镜，操作传感手套，下达各种虚拟装备的操作指令，而这些设备能做出实时的回馈反应。自然的人——机以及人——人交互是VR系统的显著特点，让用户跟虚拟系统可以“交流”。

（2）沉浸感：VR技术的本质是沉浸，主要是指用户的感觉完全沉浸于模拟的环境中。虚拟现实作为一种高级的人机交互系统，是关于人机接口的技术，其生成的给人多种感官刺激的环境，要让用户有着“身临其境”的感觉，就必须先满足94%的视觉和听觉。如在运动员模拟环境中训练，通过三维模拟训练场场景图形和图像库，以及模拟正式赛场的各种声响的音频库，从而为运动员创设一个逼真的赛场环境，使得熟练掌握事先设定好的模拟训练的达标方案，提高运动技能水平。

（3）想象性：体现了VR系统的可拓展性，虚拟环境由人的想象力借助计算机构造出来，同时人浸入在这个虚拟环境中进行学习、训练、测试，获取知识、技战术，有效的提高运动能力。如在运动员模拟训练，通过对模拟训练环境及虚拟装备的感知和操作，提高对赛场环境、球以及对手的认知和熟练程度，获取成功体验，从模拟训练中吸取经验，进而提高实际的作战技能。

3、VR技术在体育方面的融合发展

3.1、在教育教学方面

在教育教学方面，白海军等人曾说“计算机虚拟技术在体育教学中的使用，无疑会带给课堂风暴式的变化！”。虚拟现实技术走进课堂让传统的教学方式由单一的传授转变为运动项目具体、综合、全面的学习与训练，体育教学内容也由教师的经验教学走向高科技的科学训练。

余千春等在虚拟现实技术在体育教学中的应用一文中认为虚拟现实技术作为一个新型的教学媒体,将最终会在体育教学领域广泛应用并发挥其重要作用。由VR系统虚拟出“自主学习”的环境取代传统的“以教促学的学习方式，学习者通过与系统构建的环境与信息进行交互，达到更快、更有效率的学习目的。把VR技术运用到体育教育方面是教育发展的一个质的飞跃。学习者通过人机交互直接获取知识，系统还可以跟踪记录学习者的学习情况，并能够指出错误之处。VR技术运用到体育教育方面不仅解决了在传统的学习环境中，难以促进学习者对所学的知识进行正向迁移的问题，而且VR技术在情景性的学习方面还可以促进高水平思维。

3.2、在运动训练方面

在训练方面，在小康社会的全面推进下，生活水平、生活质量也有了很大的优化，因而人们的天赋被慢慢激发出来，打破一个又一个身理极限。世界各国的竞技水平已经到了黔驴技穷的地步，在发展的瓶颈之处，这时各国有远见的探索者将视线转向了高科技——训练与科技相融合的方法。合理有效的利用科技可以挖掘出人体内在的不曾被发现过的天赋潜能。在VR模拟训练系统中训练不仅要将运动员本身纳入到考虑范围还要顾及到教练员、运动生理学、心理学、生物学、医学以及体育哲学社会学等内容，以求实现最优化组合的目的。

VR技术可以利用已获取的信息虚拟创造出客观环境因素无法达到的境界，弥补客观物质条件不足的缺陷，提高运动员的胜出率同时规避各种运动损伤。随着运动训练的深入发展，各种训练手段，训练方法的使用虽然能够帮助运动员提高运动水平，但是我们应该注意到很多运动项目的成绩已经接近人体的生理极限，此时若再盲目的训练很容易造成运动员的运动损伤。总的来说，VR技术在运动训练中主要运用有：训练所需信息的采集和分析、运动训练的实时科学监控、创新技战术动作、技战术的编排、比赛环境的仿真、训练场的虚拟、裁判系统的构建等等。运用这些先进的训练手段必将对运动训练产生深远的影响，促使运动水平在科学基础上得以提升。

VR技术在运动项目运用中也起到了积极的作用，足球、散打、太极、跆拳道以及难美类技能项群的虚拟仿真训练成果已广泛运用到世界比赛中去。研究者大多看重使用虚拟系统可以追踪记录学习者信息；科学选材，实现超前训练；有效规避教学、训练中的运动损伤；打破时间、空间及区域的限制；加快技术动作的创新；优化动作编排等。

4、结束语

目前，对于VR技术与体育领域的融合发展情况国内外理论界也有了不少相应的学术成果，对指导实践有着重要的意义。但是纵观以上的研究可以看出有三个亟需解决的问题，如下：

（1）完整的VR技术与体育融合机制并未实现，大多数研究只是偏向于VR技术运用到体育的一个小的方面。在已有的不少文献资料里基本是运用VR技术到某一具体的运动项目或者事件中去，探究起到的作用与价值。针对VR技术与体育的融合机制研究进行深入、系统的分析者较少。

（2）VR技术与体育领域实际结合存在脱节现象，虚拟现实设备造价昂贵，研究成果的实践验证机会少，缺乏一定的可操作性。

（3）举国体制情况下不利于全民促进科技与体育的融合，只有手中占有足够资产的集体才能把VR技术运用到体育领域。

[1]秦文虎,狄岚等.虚拟现实基础及可视化设计[M].北京:北京工业出版社,2009,2.

[2]曾起堂.关于虚拟现实“沉浸”问题的探讨[J].福建广播电视大学学报,2009(5).

[3]白海军,高云丽.计算机虚拟现实技术在高校体育训练中的应用研究.[J].黑龙江八一农垦大学学报,2013,6,

[4]余千春,杜世全.虚拟现实技术在体育教学中的应用.[J].安徽体育科技.2005,8.

[5]林勇虎,乔艳春.体育与媒体结合的社会文化审视——历史回顾与相互影响[J].沈阳体育学院学报,2004(10).