黎興 西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院

隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，已經(jīng)在我國(guó)的體育健美操教學(xué)訓(xùn)練中漸漸的應(yīng)用了先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，而傳統(tǒng)的健美操教學(xué)訓(xùn)練模式也已經(jīng)隨著時(shí)代的進(jìn)步而逐漸消失。VR也就是虛擬現(xiàn)實(shí)，這種技術(shù)的出現(xiàn)為各行各業(yè)帶來了新的發(fā)展思路，其中虛擬現(xiàn)實(shí)中的仿真技術(shù)也是屬于系統(tǒng)仿真的一種技術(shù)形式，因此可以利用這一技術(shù)對(duì)健美操的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及動(dòng)作訓(xùn)練的方式進(jìn)行記錄與模擬，促進(jìn)健美操隊(duì)形建設(shè)以及相關(guān)健美動(dòng)作的規(guī)范化發(fā)展。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與健美操運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行情境創(chuàng)建以及進(jìn)行虛擬世界體驗(yàn)的一種現(xiàn)代化技術(shù)，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的虛擬世界也就是一種擁有真實(shí)感的三維立體圖形場(chǎng)景，這種虛擬的世界包括了現(xiàn)實(shí)世界的情境模擬，同時(shí)也可以根據(jù)不同的構(gòu)想與設(shè)計(jì)進(jìn)行幻想世界的創(chuàng)建。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是通過用戶的視覺、聽覺以及觸覺等方面途徑，讓用戶與創(chuàng)建的情境之間產(chǎn)生一種交互式的仿真實(shí)體驗(yàn)，從而讓用戶產(chǎn)生一種身臨其境的感受。這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特點(diǎn)就是賦予人們想象力的同時(shí)，讓人們與虛擬情境進(jìn)行交互從而讓人沉浸其中。而體育健美操運(yùn)動(dòng)也正是需要體操人員視覺以及聽覺等各方面上的相互配合才能順利的完成運(yùn)動(dòng)。VR技術(shù)在體育健美操仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的基本原理也就是，讓健美操運(yùn)動(dòng)人員處在真實(shí)的物理空間中通過計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和傳感器等各種相關(guān)技術(shù)設(shè)備以及虛擬現(xiàn)實(shí)引擎所創(chuàng)建的仿真情境進(jìn)行沉浸與交互[1]。

二、體育健美操仿真系統(tǒng)的有效性設(shè)計(jì)

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所使用的硬件設(shè)備是實(shí)現(xiàn)其功能的重要部分。在體育健美操中使用沉浸式分布的設(shè)計(jì)方式，利用顯示器、位置追蹤器等設(shè)備進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，讓用戶體驗(yàn)到身臨其境之感。其中除了高性能的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)之外還應(yīng)用了多種主要的硬件系統(tǒng)。

(一)行為追蹤系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)主要是用來準(zhǔn)確定位健美操訓(xùn)練者的四肢以及身體頭部的位置。當(dāng)使用者轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)，眼睛的視線和眼球的位置也會(huì)隨著發(fā)生改變，如此就需要在虛擬情境中同樣完成這一設(shè)定，通過跟蹤系統(tǒng)對(duì)使用者的身體四肢等位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換記錄下相關(guān)的信息，最后將信息輸出到控制及管理系統(tǒng)中。

(二)相關(guān)的壓力反饋系統(tǒng)

為了發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的沉浸特點(diǎn)，讓使用者可以沉浸其中，就需要讓使用者可以對(duì)虛擬情境中的事物進(jìn)行控制與交互。在使用者進(jìn)行相關(guān)控制后，虛擬場(chǎng)景可以通過反作用力反饋給使用者，這樣就使得整個(gè)虛擬仿真情境帶給使用者更真實(shí)的感受。比如力學(xué)反饋手套，這種手套中安有幾十個(gè)壓敏元器件，可以讓使用者在戴上后隨著手部的動(dòng)作可以感受到真實(shí)的阻力，在配合上虛擬仿真情境，可以給使用者帶來更真實(shí)的反饋力。

(三)圖像顯示和音頻系統(tǒng)

在整個(gè)仿真系統(tǒng)中離不開顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)可以將經(jīng)過轉(zhuǎn)變的圖形以圖像的方式立體的顯示在使用者的眼前。其中利用計(jì)算機(jī)圖像的生成功能將圖像轉(zhuǎn)變成更加真實(shí)的畫面，以便可以實(shí)時(shí)的生成三維立體場(chǎng)景和圖像，同時(shí)這種三維圖像經(jīng)過人類雙眼的特殊感知能力變成更加立體更加真實(shí)的樣子。同時(shí)聲音系統(tǒng)可以提供立體的聲源，讓使用者產(chǎn)生空間感，可以使體育健美操仿真系統(tǒng)更加真實(shí)化[2]。

三、健美操仿真系統(tǒng)的有效結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)健美操仿真系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要具有隊(duì)形或者是圖案的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)主要針對(duì)的是健美操訓(xùn)練環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上所需要的各種隊(duì)形以及健美操相關(guān)的圖案。并且，在其中還需要具有動(dòng)作生成系統(tǒng)，對(duì)健美操運(yùn)動(dòng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集然后排出一系列具體的健美操動(dòng)作。然后通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，對(duì)仿真環(huán)境中的健美操人員的位置進(jìn)行具體定位，然后根據(jù)相關(guān)健美操的整體動(dòng)作等，對(duì)隊(duì)形以及圖案的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行具體規(guī)劃，從而對(duì)健美操隊(duì)形以及圖案的變化進(jìn)行有效的控制。

四、健美操仿真系統(tǒng)應(yīng)用的有利之處

在目前的健美操訓(xùn)練中所使用依然是二維的虛擬畫面形式，沒有真實(shí)的體驗(yàn)感，所以運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)的成效和積極性都不算太高。而在VR技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)健美操仿真系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不斷地進(jìn)行改進(jìn)以完善，使用高新的動(dòng)作追蹤技術(shù)和設(shè)備，對(duì)健美操人員的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，讓健美操仿真系統(tǒng)更加的完善，利用這些數(shù)據(jù)，可以更好的進(jìn)行健美操仿真模擬，增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸特點(diǎn)，從而讓使用者的感受更加的真實(shí)[3]。

五、結(jié)束語

總之，VR技術(shù)體育健美操仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以讓健美操人員在仿真的虛擬情境中進(jìn)行訓(xùn)練，同時(shí)通過相關(guān)的硬件設(shè)備進(jìn)行輔助，實(shí)現(xiàn)健美操運(yùn)動(dòng)人員與仿真環(huán)境進(jìn)行交互，大大提高了訓(xùn)練效率。因此在實(shí)際應(yīng)用中，健美操仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)擁有非常大的潛在能力。