宋梅

摘要：隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的深入，其在體育運動中也發(fā)揮了顯著而重要的作用，尤其是VR技術(shù)對健美操訓(xùn)練科學(xué)性的提升效果更加明顯，將仿真技術(shù)與健美操實現(xiàn)結(jié)合，對于健美操訓(xùn)練有很強的指導(dǎo)意義.利用VR仿真對今后的健美操訓(xùn)練與比賽提供了接近現(xiàn)實的指導(dǎo).

關(guān)鍵詞：競技健美操;虛擬現(xiàn)實技術(shù);體育仿真系統(tǒng);仿真訓(xùn)練;競技體育

中圖分類號：G831.3 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1673-260X（2019）05-0139-03

1 前言

健美操作為對于美感追求的體育項目，通過對VR技術(shù)的合理應(yīng)用，開展相關(guān)運動訓(xùn)練的仿真活動，以先進的動作捕捉與量化分析技術(shù)將訓(xùn)練方法進行優(yōu)化，以提升健美操訓(xùn)練的精度.這種技術(shù)對提升世界健美操的整體層次與優(yōu)化實戰(zhàn)成績，對發(fā)展我國在世界健美操領(lǐng)域中的整體實力有著極強的可操作性.

2 針對體育運動開發(fā)的VR系統(tǒng)

2.1 VR科技與電腦仿真體系

VR技術(shù)以集成的多通道傳感互動科技、提升單位面積像素科技、前端三維圖像構(gòu)造科技等等為技術(shù)基礎(chǔ)，通過電腦構(gòu)造出三維的模擬現(xiàn)實環(huán)境.在此情況下，在實現(xiàn)VR的過程中，借助相關(guān)的傳感器如VR頭盔、VR手套等，甚至可以利用鍵鼠就能訪問虛擬世界，以主體的身份開展相關(guān)的仿真活動.相關(guān)實踐人員能夠利用感官對聲音、圖像、動畫、氣味、空間尺寸等要素進行感知，所以，利用此技術(shù)讓體驗者有一種特別真實的感覺.因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)提升了人機交互的友好性與實用性.

電腦軟件系統(tǒng)是生成相關(guān)的仿真環(huán)境中所必備的途徑之一，如果電腦仿真系統(tǒng)維持在以往陳舊運行體系水平，將無法促進VR技術(shù)的良性提升.軟件系統(tǒng)利用收集到的相關(guān)動作的素材，進行組合、分析、并植入有關(guān)比賽的規(guī)則與評分標準等等.電腦VR系統(tǒng)對于當(dāng)代世界體育發(fā)展是無法割舍的重要部分，這一結(jié)論得到了大量實踐的證明.

2.2 將成熟的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于健美操訓(xùn)練的必要性

健美操的訓(xùn)練常在做出各類難度動作中配以相應(yīng)的有節(jié)奏的音樂來進行，健美操參與者在這種情況下進行表演，完成高難度或高強度的動作，一套健美操比賽的完整節(jié)目一定要結(jié)合音樂、背景、與肢體語言來進行演繹，從而表現(xiàn)出健美操的健康與美的特征.一套完整的健美操訓(xùn)練有其具體的動作完成質(zhì)量、難度系數(shù)、節(jié)目編排與表現(xiàn)、藝術(shù)指標等等要求.近年來我國在健美操的水平上有所提升，在世界上屢獲殊榮，但距離健美操強國還有一段路要走.

當(dāng)前健美操訓(xùn)練虛擬現(xiàn)實大部分是對比賽現(xiàn)場的真實環(huán)境的模擬，可以將每一個組合動作進行分解、研究、分析，從而獲取相關(guān)的精確數(shù)據(jù)來對相關(guān)運動員進行訓(xùn)練與考核，將相關(guān)的訓(xùn)練、考核數(shù)據(jù)進行匯總、分析，為今后真實環(huán)境中的訓(xùn)練提供精確的參考.在硬件系統(tǒng)的構(gòu)成中，其中的輸入系統(tǒng)由動作捕捉器、圖像轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、動作輸入器等組成;輸出系統(tǒng)則包括信號變換器與效果顯示設(shè)備協(xié)同工作;使用者通過三維建模、模型處理設(shè)備、電腦、顯卡、仿真集成模塊與力反饋系統(tǒng)組成了模擬真實訓(xùn)練考核的環(huán)境.利用體育訓(xùn)練VR系統(tǒng)的良好運行，受訓(xùn)人借助視聽的沖擊，可以實時進行最接近現(xiàn)實的專業(yè)訓(xùn)練.

3 健美操VR技術(shù)對訓(xùn)練效果的積極作用

當(dāng)今世界是知識與科技爆炸的時代，隨著體育運動在全世界范圍的推廣，VR科技在體育運動中發(fā)揮著越來越重要的作用.隨著技術(shù)的深入發(fā)展，VR技術(shù)會在健美操運動員的選拔、日常練習(xí)、實戰(zhàn)訓(xùn)練、身體機能復(fù)原上發(fā)揮更加積極的作用.在對動作的深入調(diào)研和對VR系統(tǒng)實用性的進一步發(fā)掘的過程中，就能逐步發(fā)現(xiàn)VR技術(shù)的重大應(yīng)用價值.

3.1 以虛擬現(xiàn)實技術(shù)提升健美操的選拔水平

以先進的方法選拔體育人才，對于健美操運動的積極發(fā)展、提升相關(guān)的運動質(zhì)量與運動者的運動能力有著積極的推動效果.以往我國在運動員的選拔上總是憑借教練的經(jīng)驗與印象，由于缺乏科學(xué)的分析與研究，導(dǎo)致有運動潛質(zhì)的人員被忽略，造成了優(yōu)質(zhì)人才的埋沒.選拔健美操運動員要考評的因素包括：體重、身高、肌肉分布、整體柔韌程度、反應(yīng)速度、力量等等，這就要求利用收集到的大量一手資料，并建立相關(guān)仿真模型，將不同的運動員分類進行分析，制定相關(guān)標準，并將標準應(yīng)用于健美操選拔人才的工作中.

3.2 通過各角度無限回看來對相應(yīng)動作進行精加工

采用VR技術(shù)就可以將健美操中的每一個角度、時間點動作進行錄入、回放、研究、整改，以提升相應(yīng)動作的技術(shù)準確性.以VR技術(shù)為手段，能夠及時成像，并實現(xiàn)實時、精確重放運動員動作的相關(guān)動作，通過VR系統(tǒng)的先進技術(shù)，可以在未進行動作之前將提前預(yù)演多個動作或一個動作的各個分解步驟，同時還能借助視頻與專業(yè)研究軟件，把標準動作與健美操運動員的實際動作進行比較，進而發(fā)現(xiàn)運動員的優(yōu)點、短處和問題所在.可以看到，通過虛擬現(xiàn)實的發(fā)展與其在現(xiàn)實中的推廣，能大幅減少運動員訓(xùn)練中可能出現(xiàn)的疲勞與傷痛，保證運動員能以最短時間熟練掌握相關(guān)動作，不斷發(fā)現(xiàn)并改進訓(xùn)練過程中出現(xiàn)的動作不完整、失誤等問題，幫助教練為提升運動員動作質(zhì)量與整體節(jié)目效果而提出建設(shè)性的意見與建議，為有效達到良好的訓(xùn)練效果而努力.

3.3 在細節(jié)與程序上對健美操的動作與技術(shù)進行改進

健美操比賽中重要的得分點就是其動作的安排.如果要快速提升動作的優(yōu)勢與節(jié)目編排創(chuàng)新質(zhì)量，仍能夠借助VR技術(shù)的特別精確的動作捕獲、分析運動員的各項身體機能、具體數(shù)據(jù)與標準的偏差并進行修正，結(jié)合節(jié)目特征、各類比賽規(guī)則、打分標準建立并不斷優(yōu)化健美操最佳動作的數(shù)據(jù)庫，利用VR系統(tǒng)的輸入、改進、輸出等功能創(chuàng)新發(fā)展出各種高分動作.在以專業(yè)軟件獲取到數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)動作后，從相關(guān)運動員自身的駕馭動作的能力、日常訓(xùn)練效果、具體個人特點出發(fā)，按科學(xué)與訓(xùn)練、比賽標準要求，進行電腦動作設(shè)計，并在相關(guān)VR系統(tǒng)中進行模擬現(xiàn)實的訓(xùn)練，制定并不斷改進具體的動作編排.因此，利用VR技術(shù)與其系統(tǒng)的運行，確保VR技術(shù)能協(xié)助運動員完成身體強化、技術(shù)優(yōu)化、成績提升的目的，同時為相關(guān)教練開展訓(xùn)練計劃的編制、訓(xùn)練方法的落實提供保障.

3.4 以詳細的數(shù)據(jù)對健美操訓(xùn)練的環(huán)境進行模擬重建

參考國內(nèi)國際有關(guān)健美操的相關(guān)場地標準，利用VR技術(shù)模擬建設(shè)相關(guān)競技場地實景，這從軟件上保證了相關(guān)教練員、運動員在場地與訓(xùn)練上的安排，對于訓(xùn)練、比賽的順利開展有很重要的意義.將VR訓(xùn)練與考核的機制推廣到健美操的訓(xùn)練與比賽當(dāng)中，在這一過程中逐漸分析、優(yōu)化、創(chuàng)造各類新型動作.所以，不但能夠在比賽之前的適應(yīng)期利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行分析，還能依據(jù)相關(guān)過程中記錄的數(shù)據(jù)，實施改編、提升，從而發(fā)展出新的動作組合，同時利用相關(guān)標準、教練意見與建議、設(shè)計并創(chuàng)造相關(guān)動作并進行實踐，以保證與實際比賽相接軌，確保相關(guān)運動員可以在保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進行進一步的提升，達到或超出比賽預(yù)期.

4 VR技術(shù)對健美操訓(xùn)練的設(shè)計與實施

如今的虛擬現(xiàn)實科技在國際上體育運動領(lǐng)域已經(jīng)得到了很好的推廣，同時該技術(shù)也在不斷進步與發(fā)展，其對于比賽的實戰(zhàn)也有很大的推動.從當(dāng)前我國的健美操發(fā)展的現(xiàn)狀看，與發(fā)達國家比較仍存在不少差距.因此，應(yīng)實施頭腦風(fēng)暴法，集成多個行業(yè)的專家進行論證、分析與實踐，方可最大限度地將我國健美操的長處不斷發(fā)揮，將健美操的訓(xùn)練與實戰(zhàn)水平實施提升.

4.1 健美操訓(xùn)練的VR技術(shù)對于硬件組成的相關(guān)要求

現(xiàn)在，VR訓(xùn)練科技在國際上形成了持續(xù)發(fā)展與提高的趨勢，很大程度要歸功于其高性能的硬件組成與軟件運行環(huán)境，從而有能力將相關(guān)教練人員與運動者的水平有效提升.以體系VR系統(tǒng)為例，其利用INPUT、OUTPUT系統(tǒng)，打造了可以亂真的VR環(huán)境，能進行有針對性的、精確的、系統(tǒng)的VR練習(xí).要注重仿真系統(tǒng)的建立與健全，將系統(tǒng)中的各個部件與設(shè)備的能力充分發(fā)揮出來，并協(xié)調(diào)各部件之間的協(xié)作關(guān)系，在VR系統(tǒng)的建立與運行過程中，一定要考慮到使用者的感受，從味覺、聽覺、視覺上保證其感覺達到最接近現(xiàn)實的狀態(tài)，進而提升用戶體驗.通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中軟件與硬件的配合，并在系統(tǒng)的整體把控下，使得健美操VR訓(xùn)練中，不管是VR訓(xùn)練場地、還是VR器械，或者仿真動作組合都能讓用戶達到特別真實的感覺，享受到虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶來的各種使用價值，從而保證健美操訓(xùn)練的效果.

4.2 從系統(tǒng)組成上關(guān)注健美操VR技術(shù)

通過VR技術(shù)實現(xiàn)健美操訓(xùn)練的模擬，其中最關(guān)鍵的技術(shù)是VR的軟件操作系統(tǒng)技術(shù)，經(jīng)過其在多個領(lǐng)域的實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，基本都是以電腦系統(tǒng)與相關(guān)算法為核心開展模擬工作的.電腦硬件以及編程中的算法成為健美操VR訓(xùn)練的必要保障.VR系統(tǒng)從運行系統(tǒng)上來講有以下系統(tǒng)：單片機、單板機、仿真機系統(tǒng)、微機系統(tǒng)、工作站系統(tǒng)、小巨型機系統(tǒng)和多機系統(tǒng)等，每一系統(tǒng)都有軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)構(gòu)成.當(dāng)前通過VR技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的高效組合，保證了仿真在現(xiàn)實應(yīng)用中能夠快速、精準地獲取各類有效資源.同時VR技術(shù)依托當(dāng)下流行的云計算技術(shù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)、并行、海量存貯、資源均衡、合理分配等功能.以上這些措施從前沿科技出發(fā)，為實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)與建立仿真系統(tǒng)提供了有力的科學(xué)保障.

5 結(jié)束語

當(dāng)下在科學(xué)技術(shù)水平迅猛上升的形勢下，通過VR技術(shù)實現(xiàn)模擬現(xiàn)實訓(xùn)練已在體育領(lǐng)域達到了相應(yīng)的積極效果，特別是在健美操、游泳、大型團體活動中有更突出的表現(xiàn).VR技術(shù)的突出特征就是它的高效性，尤其是在健美操訓(xùn)練中，能夠在第一時間捕獲運動員的各類動作參數(shù)，為創(chuàng)造新動作、改善具體動作編排、檢查訓(xùn)練成果、分析問題所在并及時改進提供了幫助.以上行為在健美操的改進與創(chuàng)新工作上有著積極的推動作用，并可以將這一技術(shù)在不同體育訓(xùn)練與比賽中推廣實施.

參考文獻：

〔1〕胡華.基于VR技術(shù)的競技健美操編排記錄系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41（11）：166-170.

〔2〕蘇楊，鄭利輝，劉俊民.基于VR技術(shù)的體育健美操仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2017， 25（20）：179-181+189.

〔3〕王晶晶.健美操訓(xùn)練中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用探討[J].當(dāng)代體育科技，2017，7（24）：46+48.