VR技术在体育中的应用研究综述

1、VR技术在体育中的应用研究综述安彤（陕理工体育学院 运动训练专业1501班 陕西 汉中723001 ）指导教师：赵辉摘 要以文献资料法对 VR技术在体育领域中的应用进行综述研究，研究表明，VR技术具有交互性和沉浸性的特点，在体育中应用广泛，在体育教学、户外运动、赛事转播与分析、竞技体育和社会体育 都有很好的应用。VR技术应用于体育虽具有广阔的前景但也仍有一些问题有待解决。关键词VR技术；体育；应用1.VR技术概述1.11.1 VRVR技术的概念早在上世纪6060年代，就产生了一种虚拟现实技术，称为VRVR （VirtualVirtual RealityReality ）技术。但这一词的提出落后

2、了些许，在上世纪8080年代才由美国VPLVPL公司创始人拉尼尔具体指出1。VRVR技术的主体部分由计算机技术组成，该技术是其他衍生技术存在的前提，在虚拟和现实之间沉浸式交互的技术，利用新型的技术讲人机相连接，通过VRVR技术进行设计的领域有很多，具体包括主要具体的画面、传感器技术、人工智能、动力学等，可以说该技术 就是综合科技的发展，是一个汇集了是多媒体和三维技术的物品。从本质上来说，VRVR现实就是以计算机为基础，所创造出来作用在人身上的各种感觉都与现实生活相同的虚拟情景简称VEVE，使用者， 通过现代科技设备用自然方式不是指利用原有的输入设备而走到虚拟环境中，进而和虚拟环境中的种种产生部

3、分互动而让使用者切身体会到真实的感觉。随着云计算、大数据、以 及 5G5G技术的研发与使用， VRVR技术逐渐在科技、研发、军事、天文等领域被广泛应用，现在更是被大众领域所使用1。研究的学者一般认为：现在的时代,虚拟技术将统领2121世纪2】。1.21.2 VRVR技术的特点VRVR技术的特点表现在交互性和沉浸性等方面，这些特点依赖与计算机信息的多维 性。VRVR系统是将众多的信息进行技术处理，例如图像、声音、姿势、技术等，而不仅仅 只是简单的数字信息。交互性主要是自然的互动交流，体现在自然性上。传统的人机交流 是需要键盘输入或者其他设备辅助交流，需要交流一方的自然人去迎合机器达到交流的初 衷

4、。而VRVR技术可实现是计算机迎合使用者，计算机可以识别人的位置、姿势、手势，话 语，VRVR各种设备等变为人与计算机交流互动的方法。如果VRVR系统达到理想的状态，就能把沉浸性突显出来，能够让使用VRVR的人们把现实环境中的感受带入到现阶段所处的虚拟环境中，没有丝毫违和感（其中不包括三维视景感觉，还具有自动定位触觉、味觉、嗅觉 等3。）虚拟技术通过软件 3D3D技术，立体成像，体验者仿佛在一个现实环境中，但排除部 分身体方面的感觉，在视觉和触觉上都与真实的现实是一样的9。但是这些并不是真是存在的，只是将一些景象收入软件中，进行3D3D投影，但实际上在真正的嗅觉面前是轻易就能分辨出来的，因此现

5、阶段所具有的虚拟技术还存在一些缺点，还要有持续的技术支持 10。2.VR技术在体育中的应用2.1VR2.1VR技术在体育教学中的应用.1在篮球教学中的应用长久以来，篮球教学在进行讲解的过程中都是利用课堂教师来进行示范的，现在虚拟现实技术不断发展，进入了新的阶段，蓝球教学中的课件制作和课堂教学中也运用到了这 项技术。它不仅可以帮助教师完成知识的教授，还可以完成动作和技能的练习。通过建立 对应的模型库和输入信息的仪器，学生就可以借助虚拟现实多媒体技术看到动作的完整过 程，该技术还可以实现学生自由的调整速度、反复多次的从不同角度观看或直接参与到篮 球训练的过程中去11。篮球教学中，练

6、习学员能够依据自己的想法选择不同的技术动作进 行模拟练习，也可以和系统中的虚拟球员切磋技术，甚至和世界顶尖球星进行实战练习也 并非难事。很多篮球技巧，有的学生在打篮球的时候只是依靠老师的讲解是掌握不好的， 例如三步上篮的动作，其中的动作出现差错就会影响最终篮球的进球质量，或者因为动作 的不规范，篮球并没有入篮，打篮球时手上的动作也应当有规范，例如在三分球上，动作 的流畅能够增加命中率，而这些都可以通过虚拟技术来教授，学生通过360360度的观看学习，能够更好的掌握篮球的给想技术12。.2在铅球教学中的应用在跑步运动中很少用到计算机设备，特别是传统的多媒体应用中，但是随着科技的发

7、 达，跑步运动中不断的增加计算机设备的应用，不过这些设备只是展现运动画面，例如跑 步的方式、呼吸的调整，现实社会是没有办法控制虚拟社会的，只能通过灯光、画面展 现，这就是无法实现三维交互；而且一些技术性画面需要暂停的时候会出现模糊的画面， 这也导致一些关键性的动作被忽视或者没有被运动员看到，不利于运动员的发展和竞技13。虚拟技术在滑步推铅球教学中，能够全方面360360度的展现所有技术动作，运动员可以通过3D3D交互技术代替以往的传统教学方式，将二维动作教学影片直接放弃，分别将滑步 推铅球的动作技术完整展现出来，以及其中的重要环节和技术都能通过虚拟技术完美展 现，教师只要在几个关键技术上进行详

8、细的讲解，学生就可以完全掌握，而不必担心学生 没有听到或者学不会 网。不过虚拟技术还是有一定的问题，那就是不能停播、暂停、倒 退、快慢回放。不过能够对影像中运动员模型进行控制，就好像普通的三维游戏一样有交 互作用。这样学生可以自由的按照自己的需要进行操作，根据自己实际掌握的技术缺陷进 行学习，对技术动作从各种角度进行观看和研究，最后能够成功掌握相关的技术佝。.3在排球中的教学应用传统的排球教学过程主要是体育教师在前面进行演示，或者直接找学生通过教师的讲解进行示范，学生可能只是一知半解就开始进行排球训练，并不能将全部的排球知识或者技术要点掌握。教学中，教师这是通过观察来确定学生是

9、否已经掌握技术，并不能确定真实性， 这对教学效果产生一定的影响15。在教学中使用虚拟现技术可以为学生提供一个新的学习手段。例如在讲解正面上手发球的技巧动作的时候，学生可以先观察虚拟情况下运动员的技术动作，然后自己可以在虚拟技术下与运动员互动，这样可以更清楚发球时的力度、位置、 顺序等，能更好的学习运动动作。这样学生在虚拟技术的帮助下学习到正确的技术动作，清楚的掌握发球时的力量和发球位置，不让自己受伤，又能掌握技术。学生就相关的技术动作与虚拟运动员交流的时候，一旦出错，虚拟运动员就会停止交流。经过多次的近距离的，或者说身临其境的学习，可以使学生更加精准熟练地掌握应有的技能，对发球、接球技术了解的

10、更加透彻。把虚拟现实技术运用在排球教学的环节中能够有助于老师构建一个更为适合的 环境，课堂上的学生可以产生更加具体的感受，对新知识了解的更加透彻，同时还可以是学生的积极性得到提升，主动地吸收老师所交的知识技能，提高技能运用的实际效果。.4在健美操教学中的应用健美操是一种综合的体育运用，结合了多种元素，包含体操和音乐等因素，它所追求 的是人的身体健康和塑性效果，有很高的艺术欣赏价值。在教学中，学生的身体可以更加 灵活与协调，能够开发学生的思维能力。在以往的传统教学中，老师会讲解一些动作，但 是用语言讲解的内容过于笼统，学生不能很好的理解，而且还有一部分动作是没办法用语言来形容的，

11、只能进行示范，但是在示范的过程中，因为动作在肢体技术上要求过高，学 生仍旧没有完全掌握，但是这些内容又是必须掌握的16。虚拟机是可以实现老师和二维多媒体无法实现的教学方式，很多动作在虚拟影像中不断的进行重复，学生在不断观看，可以全角度的近距离接触，有老师的讲解，学生可丁以在最短的时间内掌握这些动作技能，冋学们在练习的时候会更加有动力，教师也可以利用此技术发现冋学们不妥之处，尽快对冋学们展开单独的指导讲解。综上所述，不管是何种运动的教学都可以使用虚拟现实技术进行教学，虚拟技术不仅 能够让学生更近距离的学习技术动作，也可以与虚拟运动员能进行互动，及时的纠正动作 的错误性，并能学习更准确的动作17。

12、通过虚拟技术学生的自主性被调集起来，学生对新颖的技术产生兴趣，俄热切通过自己与虚拟运动员的交流互动学习的兴趣更高，积极性也 不断地提高，学习效率更高。与传统的教学方式相比虚拟技术更具有创新性，更受欢迎， 在教学中都可以使用，例如：乒乓球、羽毛球的教学、网球的技术、足球的传控技术和各 种阵型的演练等。我们可以预测虚拟现实技术以后的发展趋势，还可以与传统的教学模式 相结合，共同我为我国的教育事业服务，促进国民素质的发展I20】。2.22.2 VRVR技术在竞技体育中的应用 .1在科技奥运中的应用在奥运会比赛期间，为了能够让观众观看更直观和逼真的赛事，虚拟现实技术通过 WebGISW

13、ebGIS技术并借助inin ternetternet，基于图像传输的虚拟技术将比赛画面像全世界多角度、全方 位的展现，并为无法到现场观看的观众介绍场馆和设施，依托互联网虚拟现实技术，能够 使观众达理想的感觉，使其自身处在一个逼真的三维立体场景中，这个场景能够集中、连 续、多角度、可控制地通过互联网展示，能够仅仅依靠一个视点就让观众感受到一个理想 的三维效果4。20082008年北京奥运会不仅是一场中国人的盛会，更是让世界看到我国高新技术成果的时 刻。在奥运会上使用虚拟技术，利用互联网在部分媒体平台进行放映让观众体会到逼真的、 立体的奥运场馆和比赛项目，这样即拉近了世界与中国的距离，也提高了奥

14、运会的技术含量，将整个奥运会数字化，提升了我国科学技术方面在国际上的地位，除此之外，也为北京数字化建设添砖加瓦。.2在高水平运动队中的应用现如今，运动的技术性持续增强，对抗性和竞争性也更为显著地体现在体育比赛中， 想要获得更为出色的分数就要不断提高技术难度。现在很多的运动员通过虚拟技术、人体结构生理解剖学理论、以及各种运动中实际发生的情况来学习更多高难度的技术动作，在一定程度上提升了运动员的实力，与此同时由于是虚拟的情况中发生的，可以再通过医学知识的运用减少运动员所受到的伤害，运动员可以不用有所顾忌在虚拟环境中进行技巧的学习，能够尽可能地练习咼难度的动作直到熟练为止。以足球为例

15、，在游戏中，玩游戏的人可以选择自己喜欢的球员，进行虚拟对抗，可以 与世界级的球员如卡卡、小罗、克洛泽等同台竞技18】。在虚拟运动足球场上，人们可以与教练、球员进行交流、探讨不同的组队方法和进攻防守方法，以及各种不同的战术。依靠 虚拟技术在足球场上进行战术的演练和技术的练习，这样可以帮助足球运动员提升竞技实 力和技术动作的创新。2.3VR技术在民族传统体育中的应用少数民族传统的体育项目通过虚拟技术将各种音频、动作等处理制作相关的信息资 源，使其成为一个集文字、声音、图片、动画、影像等结合为整体的虚拟博物馆。这项技 术较为全面地拓展了民族传统体育所涉及的范围，能够进一步促进少数民族传统体育发扬 光

16、大，促使民族传统体育蓬勃发展。少数民族传统体育虚拟博物馆的构建不仅是将少数民族的运动文化保存下来，更多的 是让那个民族体育能够传承下去，创造出属于中国的特色民族运动，同时促进青少年对我 国传统运动文化的认识程度，提升青少年的民族认同感和凝聚力，进一步突显出爱国主义 精神等。2.42.4在其他体育方面的应用 241241在户外拓展中的应用户外拓展运动可以说是比较新兴的一项体育项目，融合了很多因素包含健身、智慧、 运动竞技和军事意义等，将智力和体力完美融合在一起。如果想成为一名优秀的户外运动 员，不仅是体力有要求，还要有良好的统筹策划能力、方向感、责任心等智力因素，这是 非常重要的。所以在户外拓展

17、运动的教学中，这些重要知识点是非常重要的，同时还要经 过不断地训练才能使得学院真正掌握户外运动的技术21。以现代虚拟技术为教学基础，展现和训练学生的技能是非常有帮助的，能够让学员有身临其境的真实感觉，增强学员的主 动性，使户外拓展运动的概念更加清晰具体的印在参与者脑海中5。虚拟技术在教导学员户外拓展运动的时候，学员手中的输入设备可以进行人机交互交 流互动，控制虚拟人物，学员原地行走，虚拟世界中的人物也会原地行走，现实中的学员 与虚拟人物在一定程度成为一体，学员停止动作，虚拟人物停止动作，学员有任何操作， 虚拟人物就有何种动作，让学员有一种真实感，沉浸在户外扩展运动中，不断地深入了解 运动的知识

18、和技能。.2在体育赛事直播中的应用VRVR系统有很多部分组成，其中虚拟广告系统的实用性很强，能够运用在每一场体育 比赛的转播中。不用在乎运动场上每台摄像镜头参数的改变，也不管场上的运动动作有什 么变化，或者运动员的站位有变动，或者天气的变化，都可以将完美的图像展现出来，实 用性得到了完美的体现。虚拟体育分析系统是一套综合的系统，实质上就是把虚拟现实技术和真实的比赛融合起，最终产生和真实情况一样的数据，形成一个紧密结合的整体。它能够把体育分析 图形和现场紧密的结合一起，依靠系统进行覆盖层的增加，使其在体育场内能够真实的体 现出来。其中的虚拟重放系统、虚拟慢放系统、虚拟跟踪系统、虚

19、拟量化系统的相互结 合，可以让在电视机前的观众更加清晰地看到体育比赛内容，使解说员的正确性大幅度增 加。通过运用虚拟现实技术，能够设置出一个完善的分析系统，把高端先进的技术和复杂 的系统结合起来，使其发挥出更多的潜力 6。3.VR技术在体育中应用的优势和不足3.1VR3.1VR技术在体育中应用的优势1 1、弥补现代教学训练条件的不足在教学训练中，可能会因为天气不好，刮风下雨而导致教学不能进行，或者因为经费 问题导致无法建设与体育运动相适应的场地，或者无法购买足够的运动器械，这些问题都 会导致体育教学的终止。但是利用虚拟现实技术就可以避免这些麻烦的产生可以继续体育 课程的教学与训练，而且学生可以

20、通过虚拟技术进行近距离多角度的学习运动技术，还能 有一个真实的体验，实战经验得到进一步充实。2 2、避免高难度和复杂的技术动作所带来的运动伤害随着现在科学技术的不断进步和发展，运动对抗性和及技术难度越来越高。利用虚拟 技术可以进行反复的训练并不用担心因为技术的难度增加而造成身体的损伤，运动员通过 虚拟技术可以无所顾忌地展开高难度的训练。3 3、彻底打破空间、时间的限制利用虚拟现实技术，可以不用顾忌时间空间限制，可以在虚拟世界只能够与世界各种 顶尖的运动员同台竞技，与不同的运动员进行不同的技术交流，感受不同的运动氛围，营|造绝佳的氛围。4 4、可以虚拟人物形象能够在虚拟现实系统中展开各种形象的模

21、拟，将举世闻名的运动员和教练员等的形象 进行重现，构建一个充满人性化的虚拟的练习环境。举个例子，就像NBA2005NBA2005游戏，在该游戏中，参与者能够自己的喜好挑选不同的运动员，甚至能够在游戏中把不在同一时期 世界著名的运动安排在同一个赛场上，还可以进一步和他们展开互动，实现合作学习，掌 握先进的篮球技术。5 5、可以避免体育教学训练中的伤害事故对于对抗性较为激烈的体育项目，了；i i如空手道、泰拳等，在实战情况下总会出现不必要的伤害，所以有绝大部分的学校不会开设这些课程的。然而通过虚拟现实技术展开指 导，保证学生的人身安全，学生可以在虚拟环境中尽情的练习，不会有危险，除此之外还 能够进

22、一步纠正学生的技巧，使技术水平得到提升。3.2VR3.2VR技术在体育中应用的不足.1设备价格高事实上，VRVR虚拟现实技术已经存在很长时间了，但VRVR技术还没有实现良好的发展，它在不久的将来才逐渐形成爆炸性的趋势。在这个阶段，VRVR技术仍处于快速发展的历史阶段。研发成本非常高。同时，电子产品的更换速度非常快。实际设备成本增加，没有下 降趋势。一些最强大的公司，如谷歌，索尼等，都有非常好的用户体验，但价格仍然很 高。还有一些较弱的公司以较低的价格退出虚拟现实产品，功能较少，用户体验较差。同 时，它不是真正意义上的虚拟现实技术。这种伪虚拟现实产品的创建严重欺骗了每个人对 虚拟

23、现实产品的理解，并对虚拟现实技术的稳定健康发展产生了重大影响。在一些经济欠 发达的地区，在预算编制过程中通常不考虑VRVR虚拟现实设备的投入。.2竞技运动有大量高速移动画面，传输难度大目前市面上的VRVR虚拟技术设备主要以视觉冲击为核心亮点，在动作感应方面并不灵 敏，如果通过VRVR虚拟技术进行竞技运动，就会产生高速的动作移动画面，会增加画面的传 输难度。例如，当我们打球时，最重要的是球对运动员的用力和球对运动员的反作用力。 然而，VRVR技术如果连这种最基本的动作感应都做得不好，导致画面传输困难，就无法实现 实时感应并作出反应的连贯体育动作了。除此之外，VRVR设备技术目前主

24、要通过较为厚重的头盔、眼睛进行连接，这对于体育训练会有所阻碍，导致训练无法正常进行。.3晕动症暂时难以解决除了上述情况之外，长时间使用VRVR设备，常常会出现晕动症。如果将VRVR虚拟技术应用到体育教学，往往会因为训练时间过长，出现晕动症，直接影响体育训练，同时，也无 法帮助学生按照准确的体育动作进行训练。3.2VR3.2VR技术是体育科学的未来新技术体育领域中充分使用虚拟现实技术，会使原有的竞技体育得到巨大的改变，它将原来 单一的体育运动向多元化和综合化方向推进，使体育运动从原来的经验型向高科技训练方 向发展，让竞技运动被更多的人所接受，更加充满娱乐性。虚拟现实技术的应用让新

25、型、娱乐运动的虚拟技术诞生，同时还开辟了新的虚拟世界 的比赛制度，让人们开创出各种不同的体育运动，而且还出现了在虚拟环境中以虚拟技术 为汉族的奥运会的运动项目，新的比赛运动减少了运动训练、比赛的危险性，就像一些具J.全国商情(经济理论研究),2009,8M.体育与健康 http:/.J.安徽体育科技，2005,8.-虚拟现实技术J.中国体育科技，1995.J.当代体育科技,2017，v.7;No.218(32):162+164.体的项目滑雪、赛车等；在客观条件无法满足的情况下构建环境，满足运动员的训练需 求，能使其更加具体的进行联系，创造出打败对手的计划方案，这一举措必将使运动员的 获胜率增加

26、。由于国家和地区的差异性，也同样因为国家中没有相同或者更高级别的运动 员，使得技术无法提升，但是虚拟技术就可以将这个问题解决，在虚拟环境中可以制造出 世界顶级的运动员的各种技术特点和能力水平，不但可以模拟出单个运动员的特点，甚至 还可以把一个整体的队伍作为虚拟对象，队员们可以在虚拟环境中与其济宁训练、学习和 交流，了解部分高端技术；模拟自然环境，使都市人们期贴近自然，回归自然。除此之 外，还能展开模仿赛车、登山、滑雪等场地，是运动员的安全得到保障，避免环境的威 胁；开辟新的测试方法等1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

27、。综上所述，虚拟现实技术在体育领域中被广泛使用，能进一步促进体育事业的成长， 有利于体育项目的持续发展，同时也证明体育运动中虚拟现实技术是不可或缺的。4.结论虽然虚拟现实技术在体育运动领域有着非常重要的作用，但是就现在的技术发展水 平，虚拟技术仍存在一些问题需要解决：虚拟技术不够成熟，还有一定的局限性，互动水 平还不够高；目前，虚拟现实技术的产品大部分是国外的产品，而且价格较高。所以，我国需要自主研发属于自己的虚拟现实技术软件技术；加强对虚拟技术的理解核研究，以及 使用。虽然虚拟现实技术在应用上存在着很多问题和很高的难度，但虚拟现实技术进一步 运用是社会发展的必然趋势。参考文献2 蒋庆全.国外

28、VR技术发展综述J.飞航导弹,2002,272( 1):27-34.3 杨卓，吴斌，谢民福.虚拟现实技术中碰撞检测算法研究 J.自动化技术与应用，2012,31(4) :69-724 黄悦.浅谈虚拟现实技术J.科技信息(学术研究),2008.5 王悦同.VR技术对青少年参与体育锻炼的影响研究C/ 2018年中国生理学会运动生理学专业委员会会议暨“科技创新与运动生理学”学术研讨会论文集.2018.6 秦泗山,张林,陈晓宁.虚拟现实技术在户外拓展运动中的应用7 冯利正,蒋贤俊.篮球运动中虚拟现实技术的应用8 余千春杜世全.虚拟现实技术在体育教学中的应用9 孟光云，李小平，李鹏飞，姚毅.体育科学的未

29、来新技术10崔仁争，周美芳.VR技术在体育中的应用现况调查研究11 吴林.虚拟现实技术在体育领域中的应用研究J.福建体育科技,2017(05):14-16.12 刘桂文.基于虚拟现实技术的体育教学模式探究J.电子测试,2014(9x):63-65.13 安沙沙，王明明.VR在高校体育教学中推广的可行性分析J.当代体育科技,2017(28).14 邱亚萍.VR技术发展现状、应用前景与对策研究J.黑河学院学报,2017.15冯斌,冯鹤,史健.基于VR技术在天津高校引入滑雪教学的发展可行性研究J.当代体育科 技,2016(34):99-100，102 共 3 页.16 吴卿,杨远飞.VR技术在体育教学及训练中的可行性分析J.青少年体育,2016(12).17 王爽.虚拟现实技术在体育教学和训练中的应用J.陕西教育(高教),2012(3):116-116.18 钱隆.基于虚拟现实技术的高校体育教学与