(華東理工大學(xué)體育科學(xué)與工程學(xué)院 上海 200237)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),即VR,本質(zhì)上是通過設(shè)備儀器,覆蓋了使用者的部分感官,使得對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的感應(yīng)產(chǎn)生偏離,以達(dá)到沉浸于虛擬世界的一種手段,VR技術(shù)最初始的目的在于方便進(jìn)行軍事訓(xùn)練,但隨時(shí)代發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)可以涉及多種領(lǐng)域。在當(dāng)前時(shí)代,VR技術(shù)被大量應(yīng)用于游戲開發(fā),游戲中設(shè)定的虛擬世界框架可以完全由VR技術(shù)呈現(xiàn)。在教育領(lǐng)域也存在巨大潛力,例如,可以通過設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)室來模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)。在體育教育中也存在可以應(yīng)用的諸多途徑,但目前高校的體育種類繁多,并不是每一種體育項(xiàng)目都可以完美契合,是否合適在高校體育教育普遍應(yīng)用VR技術(shù)需要反復(fù)的測(cè)試和研究。VR技術(shù)與高校體育結(jié)合,其中的價(jià)值與未來的潛力任然需要不斷深入探究。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),是通過利用場(chǎng)景設(shè)計(jì),交互流程設(shè)計(jì),視覺設(shè)計(jì),聲音設(shè)計(jì)等技術(shù)構(gòu)建出虛擬的場(chǎng)景,讓使用者沉浸在虛擬環(huán)境中,使用者可以與虛擬環(huán)境中的要素進(jìn)行互動(dòng),因此體驗(yàn)到相對(duì)真實(shí)的全新世界。VR系統(tǒng)具有沉浸式,自然交互,虛擬構(gòu)建特征。沉浸式特征是指因?yàn)閂R隔斷了部分感官與外界的聯(lián)系,能更好讓使用者相信自己身處于VR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的環(huán)境,因此使用者可以更好的投入于虛擬世界,沉浸其中。自然交互特征是指真實(shí)世界中與物體元素的互動(dòng)方式能夠在VR系統(tǒng)中盡可能得到還原。虛擬構(gòu)建特征是指因?yàn)閂R系統(tǒng)的虛擬性所以不受真實(shí)世界社會(huì)規(guī)則,物理法則約束,設(shè)計(jì)者可以根據(jù)想象構(gòu)建完全虛擬的世界。目前,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了教育、旅游、醫(yī)學(xué)、航天、游戲、媒體等各行業(yè)中。特別是在游戲行業(yè)中,因?yàn)榉浅U鎸?shí)的場(chǎng)景構(gòu)建,能更多的給玩家?guī)硇迈r刺激的體驗(yàn)而廣受好評(píng)。體育運(yùn)動(dòng)從某些方面來看具有游戲的部分特征,因此將VR系統(tǒng)與體育教育結(jié)合具有一定的可行性。
中國(guó)武術(shù)是重要的文化遺產(chǎn),優(yōu)秀的教學(xué)方式能更好幫助學(xué)習(xí),武術(shù)訓(xùn)練主要以套路學(xué)習(xí)為主,即訓(xùn)練規(guī)定的動(dòng)作,即便如此,在對(duì)練,以及進(jìn)行高難度動(dòng)作學(xué)習(xí)時(shí),不可避免會(huì)出現(xiàn)意外,同時(shí)也限制了教練教授內(nèi)容的范圍。因此,使用VR技術(shù)能夠盡量避免事故發(fā)生,同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力,減少訓(xùn)練難度并且擴(kuò)大學(xué)習(xí)武術(shù)的學(xué)生數(shù)量,通過VR模擬比賽環(huán)境還能減少比賽時(shí)的緊張感。目前還沒有將VR武術(shù)作用于高校的先例,但是國(guó)外卻有VR拳擊訓(xùn)練的先例,考慮到高校體育很少有拳擊項(xiàng)目,因此武術(shù)可以項(xiàng)目可以借鑒VR拳擊,針對(duì)自己的訓(xùn)練套路進(jìn)行開發(fā)完善。
VR技術(shù)在籃球訓(xùn)練主要在于裁判的培訓(xùn),基本功投籃訓(xùn)練以及戰(zhàn)術(shù)理論學(xué)習(xí)。相對(duì)于其他體育項(xiàng)目,籃球在VR技術(shù)拓展方面較為成熟。在進(jìn)行裁判培訓(xùn)時(shí)不再需要復(fù)雜的安排,只需要用VR模擬即可完成考核與測(cè)試,且真實(shí)度還原度較高。在進(jìn)行投籃訓(xùn)練方面由于已經(jīng)有技術(shù)開發(fā)和討論,對(duì)使用VR提高投籃命中率有相當(dāng)高的肯定,同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的專注度和信心。在戰(zhàn)術(shù)理論學(xué)習(xí)方面,教師可以根據(jù)儀器捕捉到學(xué)生的動(dòng)作給予改進(jìn),同時(shí)也可與學(xué)生一起在虛擬環(huán)境中進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)演練,還可以配合錄制,幫助學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)鞏固理論知識(shí)。
VR技術(shù)在足球訓(xùn)練上表現(xiàn)于重新設(shè)置教學(xué)方向,更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己在課余時(shí)間利用VR拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容,在三維虛擬環(huán)境下結(jié)合理論豐富自己的理論知識(shí),控場(chǎng)戰(zhàn)術(shù),控球技術(shù)。簡(jiǎn)化了過去復(fù)雜的教學(xué),通過VR虛擬演示將課本上的二維圖示轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體演示方便學(xué)習(xí)與學(xué)生對(duì)動(dòng)作的理解,更加強(qiáng)調(diào)基本功。同時(shí)對(duì)學(xué)生的心理素質(zhì)也存在鍛煉作用,在沉浸式封閉式的環(huán)境下訓(xùn)練,能夠比在普通條件下有更強(qiáng)的愉悅感,思維也會(huì)更活躍,更能專注于足球訓(xùn)練。同時(shí)VR也能融入其他學(xué)生,在虛擬環(huán)境下培養(yǎng)團(tuán)結(jié)精神,一起體驗(yàn)參加虛擬球賽更能幫助社交。目前已經(jīng)已有中小學(xué)學(xué)生接受VR足球體驗(yàn)測(cè)試,因此在高校推廣存在合理性。
(1)利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程授課。
無論是由于特殊時(shí)期亦或是其他原因?qū)е卤黄韧V咕€下授課,都可以使用互聯(lián)網(wǎng)+VR技術(shù)完成線上授課,現(xiàn)在已有技術(shù)將人物形象虛擬化置入虛擬空間,可由此實(shí)現(xiàn)學(xué)生與教師操縱的虛擬人物完成線上對(duì)接,一方面在趣味性上遠(yuǎn)超普通的視頻授課,學(xué)生更愿意投入精力;另一方面也打破了空間上的限制,哪怕學(xué)生教師身隔兩地,在虛擬空間內(nèi)也仿佛近在身邊,實(shí)現(xiàn)面對(duì)面交流。
(2)拓寬授課內(nèi)容。
使用VR技術(shù)能夠拓寬體育訓(xùn)練范圍,在進(jìn)行體育訓(xùn)練時(shí)不可避免的會(huì)發(fā)生身體上的損傷,VR的出現(xiàn)會(huì)極大的降低在訓(xùn)練時(shí)出現(xiàn)意外狀況,提高安全性,在進(jìn)行高難度動(dòng)作訓(xùn)練時(shí)會(huì)降低風(fēng)險(xiǎn),學(xué)生的心理負(fù)重減輕,危險(xiǎn)性降低,因此可以適當(dāng)調(diào)高教學(xué)難易度,提高訓(xùn)練的強(qiáng)度,根據(jù)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)有更好的針對(duì)性,利用VR技術(shù)提高訓(xùn)練效率與質(zhì)量。作為教練一般會(huì)對(duì)非專業(yè)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練教學(xué)會(huì)有所顧忌,使用VR技術(shù)可以讓學(xué)生大膽嘗試新動(dòng)作,也能幫助在擺脫VR訓(xùn)練后,在現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練高難度動(dòng)作有更好的提前適應(yīng)。
(3)適應(yīng)未來趨勢(shì)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于科技前沿,同時(shí)也是未來發(fā)展的趨勢(shì),學(xué)校也應(yīng)該與科技接軌,首先可以讓學(xué)生享受高科技帶來的便利,由于學(xué)生具有極強(qiáng)的創(chuàng)造力和想象力,在新環(huán)境下的學(xué)習(xí)更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與學(xué)習(xí)熱情,在舊環(huán)境下許多學(xué)生因?yàn)閴毫蚱渌蛩睾茈y表現(xiàn)自我,但在虛擬環(huán)境下能夠暢所欲言,踴躍學(xué)習(xí),將來的學(xué)習(xí)環(huán)境也會(huì)有趨向于線上學(xué)習(xí)的可能性。其次為將來科技進(jìn)入校園完成鋪墊,提前適應(yīng)未來趨勢(shì),學(xué)校在有一定技術(shù)基礎(chǔ)的前提下會(huì)更好融入新的技術(shù)。
(1)依賴性提升。
不論是學(xué)生還是教師,如果長(zhǎng)時(shí)間使用VR都容易產(chǎn)生依賴。從學(xué)生的視角來看,如果沉溺于VR技術(shù),依然只會(huì)停留在理論層面,不利于學(xué)生發(fā)展,虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)依然會(huì)存在一定的差別,VR更多的是只能帶來動(dòng)作上的教學(xué),學(xué)生還要結(jié)合實(shí)際做到融會(huì)貫通,綜合各方面的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),這樣在進(jìn)行比賽或者考核時(shí)在發(fā)生意外的情況下也能發(fā)揮出最好的水平。從教師的視角來看,教師也會(huì)對(duì)VR產(chǎn)生依賴,因?yàn)閂R的理論知識(shí)庫(kù)齊備從而放寬對(duì)學(xué)生指導(dǎo),然而VR還無法做到針對(duì)個(gè)人因素進(jìn)行調(diào)整,學(xué)生之間的差異在性別、體重、身高、慣用手等可視細(xì)節(jié),性格、反應(yīng)、思考方式等不可視細(xì)節(jié)體現(xiàn),VR無法對(duì)一些不可測(cè)量的細(xì)節(jié)作出反應(yīng),因此,任然需要教練在旁細(xì)心指導(dǎo),根據(jù)學(xué)生不同的情況調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與學(xué)習(xí)狀態(tài)。
(2)項(xiàng)目限制。
局限首先在于VR更適合理論課程且受運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目限制,大多數(shù)運(yùn)動(dòng)是可以與VR技術(shù)完成對(duì)接,然而部分運(yùn)動(dòng),例如,小口徑步槍射擊很難使用VR技術(shù),使用VR技術(shù)需要佩戴VR儀器,然而小口徑步槍射擊的瞄準(zhǔn)動(dòng)作導(dǎo)致儀器可能會(huì)與瞄準(zhǔn)鏡或者槍身碰撞,除非改變VR眼鏡的設(shè)計(jì)或者使用改良的運(yùn)動(dòng)槍支,又如游泳,VR技術(shù)利用聽覺視覺讓使用者感覺置身水中,一般用來克服恐懼,而很難用于訓(xùn)練,因?yàn)樵S多水上運(yùn)動(dòng)不是僅靠視覺和聽覺就能模仿的,重要的是還有皮膚與水的觸覺,與水的熟悉度也是提高成績(jī)的關(guān)鍵,VR也不適合入水,這樣會(huì)損壞儀器。雖然在國(guó)外已有開發(fā)特殊傳感外衣,讓使用者有更真實(shí)的體驗(yàn),但由于專利技術(shù)問題價(jià)格昂貴難以在我國(guó)量產(chǎn)。
(3)用戶體驗(yàn)。
VR使用者的體驗(yàn)因人而異,許多年輕學(xué)生有VR暈動(dòng)的現(xiàn)象,換言之對(duì)VR技術(shù)的耐受和適應(yīng)很重要,而且也有不少VR用戶表示體感一般。另外,有3D眩暈的使用者卻有可能在使用VR時(shí)得到緩解,原因是普通3D設(shè)備由于在轉(zhuǎn)動(dòng)視角時(shí)無法帶動(dòng)身體導(dǎo)致失衡,而VR技術(shù)卻能讓身體與視覺呈現(xiàn)同步。但使用VR裝置依舊需要使用者進(jìn)行適應(yīng),適應(yīng)的時(shí)間則按照不同人體質(zhì)上的差異。
(4)資金成本。
一些外部客觀因素,消費(fèi)的資金與成本也通常影響項(xiàng)目開發(fā)的進(jìn)程,例如,VR技術(shù)開放所需要大量人才,針對(duì)不同體育項(xiàng)目軟件開發(fā)也需要不同的人才技術(shù),而且開發(fā)和購(gòu)置VR技術(shù)都需要巨大的成本和資金,對(duì)普通高校而言使用VR僅僅只能作為體驗(yàn),要推廣使用意味著要承受巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。
(1)市場(chǎng)需求。
根據(jù)2020年發(fā)布的 《IDC全球增強(qiáng)與虛擬現(xiàn)實(shí)支出指南》得知:AR與VR相關(guān)市場(chǎng)上的支出總量預(yù)計(jì)達(dá)到188億美元,且相較于2019年增長(zhǎng)幅度約為78.5%??梢钥闯?020年以來對(duì)于AR與VR的需求達(dá)到了劇烈式的激增,其中,中國(guó)投資達(dá)到57.6億美元,占據(jù)全球虛擬現(xiàn)實(shí)支出市場(chǎng)榜首,支出量接近全部的三分之一,美國(guó)占據(jù)第二,投資近51億美元。中國(guó)具有如此強(qiáng)大的市場(chǎng)需求一方面因?yàn)橹袊?guó)人均消費(fèi)水平的提高,追求更高質(zhì)量的生活;另一方面,消費(fèi)者在VR游戲以及視頻領(lǐng)域占據(jù)較大的市場(chǎng)規(guī)模,同時(shí)在教育培訓(xùn)等商用領(lǐng)域也占據(jù)相當(dāng)?shù)谋戎?。?jù)預(yù)測(cè),未來虛擬現(xiàn)實(shí)增長(zhǎng)趨勢(shì)將趨于穩(wěn)定,但未來用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的支出還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。這意味著將來VR在教育上的研究以及支出比例將會(huì)逐步提高。
(2)政府扶持。
為鼓勵(lì)VR及AR產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)發(fā)展,政府出臺(tái)了眾多文件決定扶持。教育部2019年出臺(tái)《職業(yè)院校全面開展職業(yè)培訓(xùn),促進(jìn)就業(yè)創(chuàng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃》,其中行動(dòng)措施包括提出了培訓(xùn)資源建設(shè)的改革,要求積極建設(shè)培訓(xùn)開發(fā)數(shù)字化教學(xué)項(xiàng)目,包括使用VR,慕課等進(jìn)一步完善補(bǔ)充教育資源,增強(qiáng)教育資源的普及。2019年國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》,為追求高質(zhì)量教學(xué),促進(jìn)新時(shí)代教育水平現(xiàn)代化,鼓勵(lì)大批本科高等學(xué)校轉(zhuǎn)型,除此之外,目標(biāo)2022年完成教育標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化,教育水平國(guó)際化的全覆蓋,與此同時(shí)建設(shè)擁有領(lǐng)導(dǎo)作用的高水平產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)基地。中共浙江省委,浙江省人民政府提出《關(guān)于全面實(shí)施高等教育強(qiáng)省戰(zhàn)略的意見》,其中要求努力探索VR(虛擬現(xiàn)實(shí))與AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))潛力,為教育管理提供數(shù)字化能力,努力為學(xué)生提供沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境。
(3)人才培養(yǎng)。
由于政策的扶持,VR行業(yè)開始重視人才培養(yǎng),建設(shè)VR技術(shù)培訓(xùn)公司。在教育方面,學(xué)??梢酝ㄟ^與企業(yè)合作,輸送技術(shù)人才至學(xué)校講解VR技術(shù)與VR開發(fā),同時(shí)學(xué)生也會(huì)得到前往企業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì),進(jìn)一步學(xué)習(xí)VR相關(guān)知識(shí),隨后再為校園數(shù)字化建設(shè)提供幫助。從學(xué)校層面來看,不同的科目與VR結(jié)合也會(huì)產(chǎn)生不同的效益,體育類VR技術(shù)開發(fā)也需要體育專業(yè)的學(xué)生提供幫助,企業(yè)與學(xué)校的合作可以更好的幫助體育專業(yè)的學(xué)生實(shí)習(xí),尋找就業(yè)崗位,從而更好的輔助數(shù)字化建設(shè)走進(jìn)校園。
(1)與裁判沖突。
VR技術(shù)無法測(cè)量不可視細(xì)節(jié),首先VR很難為所有體育項(xiàng)目動(dòng)作給出評(píng)估,哪怕結(jié)合AI。有些體育項(xiàng)目,例如,籃球、跑步、乒乓球、網(wǎng)球等評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)單,VR技術(shù)可以簡(jiǎn)單根據(jù)完成的速度,比分的差距進(jìn)行評(píng)估。而有些體育項(xiàng)目,例如,武術(shù)、健美操、跳水其評(píng)價(jià)較為復(fù)雜,需要復(fù)數(shù)的裁判員,且裁判員對(duì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的理解以及審美需要具有一定的要求,然而理解與審美在不同的教練員與裁判中也因人而異,因此VR很難代表專業(yè)教練裁判給出技術(shù)評(píng)估。
(2)與教練沖突。
VR很難具有人性化功能,無法與學(xué)生進(jìn)行情感交流,表現(xiàn)在有些學(xué)生只有被嚴(yán)厲訓(xùn)斥才能做到集中,有些學(xué)生則需要鼓勵(lì)開導(dǎo)才能提升成績(jī),因此功能方面很難代替成熟且有經(jīng)驗(yàn)的教練。此外,由于VR設(shè)備僅僅只是機(jī)器,所以學(xué)生很難遵從VR設(shè)備的指示,因?yàn)榧词共话凑罩甘疽膊粫?huì)受到指責(zé)與懲罰。VR的使用依舊無法脫離教練員或教師從旁指導(dǎo)。
(3)與視頻軟件沖突。
VR的主要功能就是提供教程,以及利用三維信息捕捉學(xué)生運(yùn)動(dòng)過程,這些都存在可替代性,例如,使用視頻教學(xué)利用多角度切換主視角也能做到全方位的觀察和學(xué)習(xí),例如,在進(jìn)行動(dòng)作剖析時(shí)逐步分析學(xué)生錄像中的動(dòng)作。VR配合動(dòng)態(tài)捕捉分析雖然可以提供很好的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),但因?yàn)檫€需要其他技術(shù)裝備輔助支持很難讓大多數(shù)學(xué)生完成體驗(yàn),大多數(shù)技術(shù)裝備都會(huì)選擇流向?qū)I(yè)運(yùn)動(dòng)隊(duì),而不是普通高校學(xué)生。高校學(xué)生不能盡早體驗(yàn)VR技術(shù)很大程度歸于其功能未能根據(jù)高校情況拓展,功能未能根據(jù)體育項(xiàng)目不同產(chǎn)生變化。如果VR的適用功能沒有超過教練或者其他替代品,那么高校引入VR則毫無意義。
目前可用于體育教育的VR系統(tǒng)依然只占了少數(shù),主要的開發(fā)集中在籃球,足球,網(wǎng)球等主流體育項(xiàng)目,為了更好的推進(jìn)校園數(shù)字化進(jìn)程,針對(duì)不同的體育項(xiàng)目開發(fā)不同的VR系統(tǒng)是非常有必要的,同時(shí)也能夠讓選修不同體育項(xiàng)目的學(xué)生都能夠體驗(yàn)到最先進(jìn)的教學(xué)體系。
VR技術(shù)在國(guó)內(nèi)依舊處于起步的階段,各方面能力都不成熟,此時(shí)應(yīng)利用好政策優(yōu)勢(shì)將重心更多放在人才技術(shù)的培養(yǎng),規(guī)范好人才培養(yǎng)體系。學(xué)校方面也應(yīng)該加強(qiáng)與社會(huì)企業(yè)的合作溝通,讓更多高校學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到虛擬技術(shù)的世界,同時(shí)利用好學(xué)生的專業(yè)優(yōu)勢(shì)配合VR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
基于目前國(guó)內(nèi)的形式和VR開發(fā)現(xiàn)狀建議分階段推進(jìn)VR技術(shù)進(jìn)入高校,首先可以在合適的高校試運(yùn)行幾項(xiàng)與VR技術(shù)契合度高的體育項(xiàng)目,例如,足球、籃球、武術(shù),與此同時(shí),國(guó)家也應(yīng)該大力推廣支持,投入更多的人力物力深入開發(fā)VR新系統(tǒng),完善VR技術(shù)的不足;其次,再慢慢推進(jìn)其他的VR體育項(xiàng)目進(jìn)入高校,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步推進(jìn)。
VR功能需要更多的拓展,拓展開發(fā)出更多不同于體育教練,體育裁判的獨(dú)有優(yōu)勢(shì),這樣更能夠幫助VR技術(shù)在高校立足生存,而不是因?yàn)楣δ芘c其他工具相似被放棄使用,這樣才能讓高校學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)接觸VR教育,讓高校師生接受VR教育。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育訓(xùn)練方面已經(jīng)逐步成型,越來越多的程序和技術(shù)能夠和體育教育產(chǎn)生聯(lián)系,也有許多理論設(shè)想支持VR進(jìn)入高校,VR能夠幫助人們夸大視野,在進(jìn)入體育教育的同時(shí)配合AI、AR等技術(shù)擴(kuò)大教學(xué)范圍,進(jìn)入全新的數(shù)字化教育領(lǐng)域。VR技術(shù)具有跨空間溝通能力,極強(qiáng)的趣味性,操作容易,減少意外事故等諸多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還是與時(shí)代發(fā)展并行的科學(xué)技術(shù),使用VR技術(shù)教學(xué)符合未來發(fā)展的趨勢(shì),但同時(shí)也要注意VR技術(shù)目前的上限和缺陷,不能過度依賴于VR體育教育,此外VR技術(shù)成本過高,不夠人性化,其功能依舊存在拓展空間。但不能否認(rèn)目前國(guó)內(nèi)政策扶持,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擁有足夠良好的潛力,只有不斷學(xué)習(xí)和發(fā)展尖端技術(shù),才能夠得到巨大的回饋。