許世文

(河南工業(yè)和信息化職業(yè)學院 河南焦作 454000)

現(xiàn)階段，人們對VR技術(shù)的認知越來越深、對其認可度、接受程度也越來越高，這有利于VR技術(shù)與體育領域更好地融合發(fā)展，且在相互融合實踐中不斷進步。從社會發(fā)展進程看，無論是哪一次科學技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)發(fā)展都是從不同程度上顛覆了人們的生活方式與認知，VR 技術(shù)在體育領域的應用在未來可能會更加普及，充分利用VR技術(shù)價值與優(yōu)勢，必然會推動體育本身與體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 VR技術(shù)簡述

這是一種以計算機為載體生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)。當前，VR 技術(shù)分為本地VR 和云端（Cloud）VR，二者根本區(qū)別在于是否將計算和圖像渲染在云端[1]，具體對比見圖1。本地VR 是在用戶端進行圖像渲染，這對CPU 等硬件設備有著較高的要求，也會增加用戶的購買成本；佩戴設備較為沉重，舒適度有限。云端VR因為計算和渲染均在云端，終端只需要顯示和傳輸，也就降低了對終端設備的要求，可有效控制成本，設備也更輕巧。可見云端VR優(yōu)勢更為明顯，能解決VR 技術(shù)發(fā)展的局限性，是未來VR 技術(shù)更好發(fā)展的途徑之一。

圖1 本地VR與云端VR的對比

云端VR 的構(gòu)成包含內(nèi)容層、平臺層、網(wǎng)絡層、終端層這4 個部分，其中內(nèi)容層又包含內(nèi)容提供與內(nèi)容聚合兩個部分，主要的任務是為平臺層傳遞VR內(nèi)容，如視屏業(yè)務[2]。網(wǎng)絡層要為云端VR 提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡傳輸，終端層則是負責控制命令采集、視屏轉(zhuǎn)碼、屏幕層現(xiàn)、接入網(wǎng)絡等。云端VR發(fā)揮作用的根本是計算機的應用能力，即內(nèi)容上云、渲染上云的能力，簡言之，云端VR需要優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡才能保證沉浸式體驗。

2 VR技術(shù)在體育領域中的應用體現(xiàn)

2.1 體育訓練

當前VR技術(shù)已經(jīng)在不同體育項目中得到廣泛的應用，如VR網(wǎng)球（VR tennis），也有部分國家將VR技術(shù)引入運動員高水平訓練中旨在提升體育訓練的成績。例如：在雪橇隊訓練的時候，美國雪橇隊應用頭部設備與STRIVR 軟件模擬運動員高山競速訓練。教練可以借助視頻捕捉到運動員的訓練情況、運動路線，以相對校對的速度錄制，再加快速度，運動員也能實時看到比賽的賽道情況[3]。2014年巴西世界杯開始前，荷蘭足球隊應用VR訓練系統(tǒng)，通過某個運動員眼睛可以重新回放比賽的特定場景，應用這一“回放訓練”方式可以衡量運動員做出決策的速度，教練以此為依據(jù)制訂足球訓練方案?？梢奦R可以作為最大化賽場表現(xiàn)工具，提升運動員訓練水平，對奧運會等大型國際賽事有巨大影響。

2.2 體育類游戲

日本游戲公司SAT-BOX 在2017年推出一款為不擅長運動群體提供運動機會的《VR運動》游戲，希望以此讓不同年齡段的玩家都能體會到VR 運動體驗。這一游戲中包含保齡球、室內(nèi)跑步、足球、籃球、射擊、拳擊等多個游戲項目，只需要HTC 的VIVE 頭顯適配即可。對游戲而言，VR技術(shù)的應用不僅是一種新的游戲模式，更是為將來不同類型的體育運動游戲發(fā)展奠定基礎。而且VR技術(shù)與體育結(jié)合，讓玩家有著更強烈的參與感與代入感。一旦VR體育類游戲發(fā)展成熟，體育類游戲必然會發(fā)生質(zhì)的變化，甚至會改變目前網(wǎng)絡游戲的格局。原本單純手柄操作或者鍵盤操作的體育游戲形式可能淪為歷史，被調(diào)動五感的VR體育類游戲取代。

2.3 體育賽事直播

VR技術(shù)在體育賽事中的應用也十分廣泛，于近年興起的賽事直播推動了VR 技術(shù)與體育文化傳播。例如：VR 流媒體公司NEXTVR 為代表的VR 體育直播平臺，因為直播一年一度NBA比賽獲得較大知名度。用戶只要應用專業(yè)VR設備即可收看賽事直播，打破了需要到賽場觀看比賽的傳統(tǒng)，在家中就有了“身臨其境”的感受。而且從觀看比賽成本角度看，VR技術(shù)觀看體育賽事成本遠低于現(xiàn)場購票的成本，也優(yōu)化了用戶的感官體驗。隨著5G 移動通信技術(shù)的發(fā)展，VR 體育賽事直播也進入高速發(fā)展時期。5G技術(shù)傳輸速度快、容量大的特征讓VR體育賽事信息的傳遞速度更快，影像也更加清晰。例如：NBA 國王隊選擇與高校粉絲一起進行“5G+VR”直播體驗，讓球迷如臨現(xiàn)場，這也是第一支應用“5G+VR”技術(shù)的專業(yè)NBA隊伍。

2.4 體育教學

體育教育理念不斷變化，學生的體育活動也越加豐富，部分高校擴展體育教學項目開設高爾夫、攀巖、射箭等項目。隨著VR技術(shù)的發(fā)展，開始將其應用到體育教學中，進行不同層次實驗。以高爾夫項目的相關(guān)實驗為例，將沒有學習過高爾夫的學生分為兩個小組，對照組教師常規(guī)教授，實驗組則是采用VR模擬訓練，借助3D演示熟悉并練習高爾夫的動作要領，實施為期一個月的學習之后，實驗組的學生在運動技能、技術(shù)動作方面優(yōu)于傳統(tǒng)學習的對照組學生，但是在運動素質(zhì)方面弱于對照組的學生[4]。VR技術(shù)在體育教學中對學生身體素質(zhì)沒有改善效果，但是技術(shù)教學方面具有優(yōu)勢。

2.5 體育健身行業(yè)

“VR技術(shù)+健身器材”的應用促進VR健身行業(yè)發(fā)展，即通過仿真模擬生態(tài)環(huán)境，讓用戶沉浸在由畫面、音效共同形成的虛擬自然環(huán)境中，有一個輕松的運動氛圍，目前已經(jīng)有VR跑步機、VR單車等。2018年，青島的VR技術(shù)創(chuàng)新大會中，VR智能單車備受關(guān)注，它的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)單車健身方式，讓用戶有了“足不出戶，暢游世界”的感受。這一技術(shù)實踐已經(jīng)在全方位轉(zhuǎn)向操控、智能化運動傳感系統(tǒng)、動力智能控制系統(tǒng)、交互阻力系統(tǒng)等功能上獲得專利認證。它的外觀與傳統(tǒng)動感單車的差異不大，但是實際的應用和內(nèi)在是不同的，VR 單車是計算機仿真為基礎的虛擬現(xiàn)實技術(shù)實踐，它是一個集全景實景、智能傳感、數(shù)據(jù)跟蹤于一體的VR健身設備單品，旨在讓用戶應用VR技術(shù)提升運動健身的積極性；用戶可以自主設定想要健身的場景，無論是虛擬的大草原、浪漫的沙灘還是廣袤的宇宙都可以實現(xiàn)，讓用戶身臨其境地體驗，別有一番滋味。美國拉斯維加斯的CES 世界消費電子展覽上，美國退役拳王弗洛伊德·梅威瑟向大眾展示自己的VR拳擊健身系統(tǒng)，用戶可以在健身App 中應用VR 頭戴設備與手柄，跟隨他一起鍛煉[5]。用戶可以在進階學習中逐步提升訓練強度、訓練的難度，同時也能看到跟練者的心率、力量、消耗熱量情況等，隨時掌握自己運動數(shù)據(jù)，制訂科學鍛煉計劃，如圖2 所示。由此可見，VR 在健身中應用是完全可行的，正在推動健身行業(yè)的變化，讓越來越多的消費者可以接受到更為專業(yè)的訓練方式。

2.6 極限運動模擬鍛煉

極限運動因為極具技術(shù)技巧、挑戰(zhàn)性的特征，備受人們關(guān)注。然而因為這些運動形式的高危險性、高成本的特征也讓很多人望而卻步。例如：跳傘、翼裝飛行等項目除了參與者的專業(yè)技術(shù)、良好體質(zhì)外，也需要相關(guān)航空器等的支持，對參與者的要求是十分苛刻的。這也是導致目前即使蹦極、翼裝飛行等極限運動已經(jīng)有了較為成熟的技術(shù)和保障措施，但是真正參與的人依舊有限的原因之一。VR 技術(shù)的出現(xiàn)讓更多人可以體會到極限運動的樂趣，已經(jīng)有VR技術(shù)公司與戶外運動公司貝德福德合作，在三星Gear VR支持下，將跳傘頭盔和垂直風動機結(jié)合風動機，讓想要跳傘又不敢跳傘的人，在地面就可以體會到跳傘的樂趣。這項運動與其他VR 運動的顯著區(qū)別是需要一個具有風洞的場地才能實現(xiàn)虛擬跳傘[6]。通過VR頭盔，參與者可以看到自己和安全風洞在一個虛擬環(huán)境中體會跳傘運動。

3 VR技術(shù)在體育領域中的應用存在的問題

3.1 設備存在局限性

VR技術(shù)發(fā)展與應用，推動體育相關(guān)行業(yè)進一步發(fā)展，所以它帶來的積極價值是不容忽視的。但是不能忽視的一個現(xiàn)實問題是，具備經(jīng)濟條件、可以購買到相匹配的頭盔、眼鏡或者手持設備的人，之后如何將這些設備應用到體育活動中，并且能起到學習的效果，這一環(huán)節(jié)無人關(guān)注。例如：借助VR技術(shù)學習籃球，VR眼鏡設備等設備讓應用者可以感受到籃球運動的氛圍，學習具體籃球技術(shù)理論，但是虛擬環(huán)境無法完全模擬實際籃球?qū)沟膭討B(tài)變化場景，VR模擬均是現(xiàn)有參數(shù)轉(zhuǎn)換成的環(huán)境，與現(xiàn)實環(huán)境中的籃球比賽依舊有差異。同時，“VR技術(shù)+籃球運動”方式，即使設備滿足技術(shù)技巧鍛煉的要求，但是忽視了人們對籃球運動的體驗感。經(jīng)過VR技術(shù)處理后的籃球活動若是失去原本的樂趣，自然無法體現(xiàn)VR 這項技術(shù)的優(yōu)勢。如何更好地應用VR技術(shù)，提升運動體驗感，提升VR技術(shù)在體育運動中的實效性，仍需進一步探索。

3.2 比賽模擬的局限

體育比賽具有對抗性、觀賞性，當對抗雙方全身投入其中，為了比賽拼搏的狀態(tài)必然會感染受眾。雖然通過VR技術(shù)還原了運動比賽的實際情境，但是對很多體育項目而言，虛擬情境帶來的感受與現(xiàn)實存在差異的。例如：籃球是一個高速、對抗性強的比賽，隊員的高速度輪轉(zhuǎn)、爭球、對抗是這一運動最大的特點。然而即使VR技術(shù)視覺上可以達到無延時的還原效果，但是無法還原受眾的感知，對此場景設計與感知技術(shù)等需要加強。

3.3 VR技術(shù)運動應用范圍局限

體育領域范圍廣、規(guī)模大、運動項目多，但是VR技術(shù)并未與所有的體育運動項目結(jié)合，在體育運動的范圍應用依據(jù)有限，即使籃球、足球等這類較為普遍的運動方式，也沒有完全開發(fā)，如運動軌跡練習、出手點位置選擇訓練等。這些技術(shù)開發(fā)難度并不大，但是VR技術(shù)還無法做到高、精、準，達到與實際運動感受更為相似的水平，其運動應用范圍精確度還需要提升。

4 解決VR技術(shù)在體育領域中的應用問題的建議

4.1 嘗試技術(shù)創(chuàng)新，打破困難屏障

“VR技術(shù)+體育”的融合發(fā)展不僅是科技發(fā)展的體現(xiàn)，也是促進體育產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展，實現(xiàn)VR技術(shù)價值的重要途徑。然而從實際角度看，VR技術(shù)在體育領域內(nèi)應用依舊遇到不同的困難。雖然VR 技術(shù)在體育領域內(nèi)應用已經(jīng)有很多年，但是“VR 技術(shù)+體育”的應用范圍依舊有限。為此，VR 技術(shù)只有結(jié)合環(huán)境與時俱進，進行技術(shù)創(chuàng)新才能打破VR技術(shù)在體育領域應用的困境。例如：可以借助5G技術(shù)的優(yōu)勢，創(chuàng)新VR技術(shù)的應用形式。目前，廣州5G 聯(lián)合創(chuàng)新基地將“5G 技術(shù)+VR 直播”的組合，只要站在大型折疊U 型屏幕前，受眾就可以體驗到3D裸眼的效果，無須設備，沒有延遲。但是，VR技術(shù)在體育領域的創(chuàng)新發(fā)展必須結(jié)合體育產(chǎn)業(yè)實際需要，只有這樣才能確保VR技術(shù)真正為體育發(fā)展服務。

4.2 創(chuàng)新硬件設備，提高專業(yè)項目

VR技術(shù)應用體育項目中需要提升自身精度，才能更好地發(fā)揮VR技術(shù)在體育運動中的價值，但是當前的VR技術(shù)、設備尚未達到具體要求。對此，在技術(shù)設備突破中可以將VR技術(shù)、穿戴設備與AR相結(jié)合，形成新的發(fā)展格局，而且要改變傳統(tǒng)VR設備的設計，應用新的材料，提升輕巧度。同時也要提升分辨率、刷新率，讓體育運動項目的模擬更為專業(yè)，或者是對專業(yè)項目開發(fā)具體的VR技術(shù)設備，以此確保硬件設備與參數(shù)更加精確，滿足實際體育運動感知體驗，提升VR技術(shù)運動專業(yè)性。

4.3 提高安全性能，突破安全困境

安全性是新興技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，對VR 技術(shù)同樣如此，將VR技術(shù)與體育領域融合安全性也是十分重要的。因為網(wǎng)絡延遲性、分辨率問題可能導致很多技術(shù)問題，所以在VR技術(shù)設備與體育應用開發(fā)中，需要強化軟件與硬件的安全性。對不同水平、不同體育形式設計不同的安全保護設備、安全防護系統(tǒng)等，更好地消除因為網(wǎng)絡或者VR技術(shù)帶來的安全隱患。例如：移動類的體育項目，需要設置具體的警戒限制，對網(wǎng)球這類揮拍的運動則是要設置邊界警示、環(huán)境警示等。

4.4 結(jié)合社會需求，打破內(nèi)容困境

VR技術(shù)在體育領域的應用不僅是推廣技術(shù)，也是推動體育的發(fā)展，在不同環(huán)境中的應用，不僅可以滿足多元化的社會需要，也能打破體育的局限性。

4.4.1 家庭健身

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活方式、運動方式也發(fā)生了改變，人們運動健身的場所不再局限在健身房、公園等。居家健身成為人們的新追求，其不僅經(jīng)濟實惠，也能隨時開始，時間成本、經(jīng)濟成本都較低。然而這種家庭健身形式也讓健身器材、健身形式受到限制。而采用“VR 技術(shù)+健身”形式，可以進一步豐富健身形式、內(nèi)容，為人們提供豐富的運動場景，提升運動的趣味性，給鍛煉者帶來更好的運動感受。

4.4.2 學校體育教育

將VR技術(shù)應用到地理條件、經(jīng)濟條件較差的教育環(huán)境中也是可行的，有助于打破體育資源的局限性。例如：偏遠小學因為場地、設備等限制，可以借助5G與VR技術(shù)為學生提供VR設備去觀看比賽、進行VR運動健身，讓學生沉浸體驗，滿足學生的需要。

5 結(jié)語

科學技術(shù)不斷發(fā)展有助于推動體育進步，VR技術(shù)目前已經(jīng)在體育教學、體育賽事直播、運動健身、極限運動等領域得到應用，突破了傳統(tǒng)的體育運動形式、體育參與模式，一定程度上打破了體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困境。但是將VR技術(shù)應用于體育領域中還存在一定的問題，無論是設備與場地應用、體育活動模擬、VR 技術(shù)體育學習、運動應用范圍等方面都存在提升空間?；诖?，深入探索VR技術(shù)，創(chuàng)新發(fā)展打破局限，創(chuàng)設新的硬件設備，保證安全性能，滿足多樣化的應用者需要十分重要，而且也要進一步擴展對VR技術(shù)在體育領域中的宣傳推廣，吸引更多受眾參與其中，進一步擴大VR技術(shù)在體育領域的應用范圍與應用是深度。