高校高水平运动队应用虚拟现实技术的分析研究

关键词：虚拟现实

虚拟现实技术 (Virtual Reality) 是一项利用计算机生成逼真的, 具有视觉、听觉、触觉等多种感知的虚拟环境后, 用户可通过各种传感设备同虚拟环境中的实体相互作用的技术。在国外, 虚拟现实技术已广泛应用于各个领域。在国内, 虚拟现实技术的应用则主要集中在飞行员的日常训练等领域, 普通高校的高水平运动队尚未广泛应用。鉴于虚拟现实技术尤其是虚拟现实训练本身具有诸多优点且无任何危险, 因此, 可以预见其在高校高水平运动队训练中的应用前景极其广阔。

1 虚拟现实技术概述

1.1 虚拟现实技术的概念及特点

虚拟现实技术利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术等, 生成三维逼真的虚拟环境。其集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果。浏览者通过数字手套、立体头盔、立体眼镜和三维鼠标等传感器与计算机发生联系, 从而减小人机差距, 最终产生一个拟人化的三维信息环境。在这个环境中, 人们的视觉、听觉和触觉等的感受像是在真实的环境中一样, 即有“身临其境”的感觉, 人们可以沉浸在这个环境中与环境进行实时交互。虚拟现实技术具有“沉浸性”、“实时性”和“主动的交互性”等特点。

1.2 虚拟现实技术的分类

虚拟现实技术在实践中以虚拟现实系统的形式表现出来, 根据其功能不同可分为三种类型, 即:沉浸型虚拟现实系统、简易型虚拟现实系统和共享型虚拟现实系统。

2 高校高水平运动队应用虚拟现实技术的必要性分析

2.1 可弥补现代体育教学和运动训练条件的不足

现代的体育教学和运动训练往往会因为天气、场地、器材、经费等方面的原因而无法正常进行。利用虚拟现实技术, 可以有效弥补这些方面的不足。学生足不出户也可以了解和掌握技战术, 获得与实地训练一样的体会, 从而丰富感性认识, 加深对训练内容的理解。此外, 由于体育运动的技术的不断提高, 普通教师和教练员很难完成某些示范动作;由于战技战术内容复杂多变, 教练员很难用言语和动作路线来清楚表达;由于训练时间有限, 运动员需要的大量的观察、模仿、反馈、修正等感觉无法得以充分地练习。所有这些都可以借助虚拟现实技术来有效地解决。

2.2 可避免高难度和复杂技术动作导致的意外伤害事故的发生

随着运动技术的飞速发展, 体育比赛中的对抗性和竞争性越来越激烈, 技术难度也越来越大, 运动员受伤的风险也大大增加。利用虚拟现实技术、遵循人体运动的客观规律、结合各种运动实际等进行的虚拟动作实验可以免除这种顾虑, 有效减少运动员在做高难度和复杂技术动作时导致的运动损伤, 使运动员在虚拟实验环境中, 可以放松而专心的去做各种练习, 更好的掌握技术动作。

2.3 可通过虚拟人物形象帮助运动员更好的掌握技战术

虚拟现实系统可以虚拟世界上著名的运动员和教练员等各种人物形象, 创设一个人性化的学习环境。实况足球游戏就是典型的例子。在虚拟的游戏中, 我们可以选择自己喜欢的球队和运动员, 我们还可以同虚拟的齐达内、小罗、鲁尼等全世界著名的运动员同场竞技。在虚拟的课堂学习气氛中, 我们可以与虚拟的教练员、教师、运动员等一起交流、讨论, 共同探讨学习训练中的各种技战术的问题, 进行合作化学习。

3 高校高水平运动队训练中应用虚拟现实技术的可行性分析

目前, 普通高校已经基本具备了应用简易型虚拟现实系统的各项条件, 高校在虚拟现实系统的开发和应用方面的可行性具体体现在以下三方面。

3.1 人力资源方面

高校, 特别是综合性大学, 具有明显的人力资源优势。实现虚拟现实技术在体育运动领域中的应用, 不但需要体育运动方面的专家学者, 而且需要很多计算机方面的专业人才。高校正是这样一个具有综合学科优势和各类人才齐全的聚集地。另外, 大学生运动员和高校的教练员本身具有基本的电脑和网络操作知识和技能, 这也为虚拟现实系统在高校的应用打下了良好的基础, 可以大大缩短虚拟现实系统在高校高水平运动队中的应用进程, 使之能更有效、更快捷的为高校运动队的训练和比赛服务。

3.2 硬件设备方面

高校拥有较好的计算机和网络设备等硬件条件, 且往往具有国家级、省级的各类专门的实验室等。这些对虚拟现实技术在高校体育的应用的作用是不言而喻的。目前, 多数高校不但有较强的体育科研实力, 拥有体育教育训练学专业研究生的硕士学位授予点, 而且具有较高的计算机理论水平和实践能力;不但拥有价值不菲的计算机和网络设备, 而且具有良好的网络通道和环境, 这些优越的条件, 无疑为虚拟现实技术在高校运动队的应用提供了良好的硬件环境。

3.3 政策措施方面

普通高校创办高水平运动队是教育部和国家体育总局为快速提高高校体育运动技术水平, 实现我国体育工作战略目标的一项重要改革措施。国家在政策上和经费上都对高校办高水平运动队给予了大力支持, 这对于虚拟现实技术在高校运动队的应用创造了必要条件, 提供了历史性的机遇。此外, 高水平运动队作为高校创造品牌和对外宣传的重要窗口, 深受高校领导的重视和支持, 绝大多数高校制定有一系列的鼓励政策, 并采取了许多积极的措施。这些都为虚拟现实技术在高校高水平运动队中的应用提供了有利条件。