虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在大學(xué)教育中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在體育教學(xué)中。文章著重研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的應(yīng)用，以期為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供一定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；體育教學(xué)；體育訓(xùn)練；應(yīng)用方法

我們所說(shuō)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）是一種由計(jì)算機(jī)生成的模擬環(huán)境，這項(xiàng)技術(shù)需要各種傳感設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)技術(shù)最早是由美國(guó)人在80年代提出的，一直到了90年代才有較為快速的發(fā)展?？梢赃@樣說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著全球的信息科學(xué)技術(shù)又上了一個(gè)新的臺(tái)階，包含計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能技術(shù)、傳感技術(shù)和語(yǔ)音處理技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)的是表現(xiàn)多方面多形式的多維信息，將視覺和聽覺很好地融合，給人們帶來(lái)一種不一樣的體驗(yàn)。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用十分廣泛，比如航天航空、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)、建筑和軍事設(shè)計(jì)、體育教學(xué)等，這項(xiàng)技術(shù)在這些領(lǐng)域的成功應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展之快。而且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育事業(yè)中的應(yīng)用，給教育事業(yè)的發(fā)展也帶來(lái)了比較深遠(yuǎn)的影響，它可以非常生動(dòng)地表現(xiàn)教學(xué)的內(nèi)容，這樣的課堂教學(xué)氛圍，不僅能夠提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，還能提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征及其類型

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征

1.1.1 沉浸型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給人們帶來(lái)的是一種身臨其境的體驗(yàn)，當(dāng)人們所處的方位和位置發(fā)生變化時(shí)，人們所看到的圖像也是在不斷變化的，這是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合人們視覺和聽覺的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)出三維立體圖像，再通過(guò)一些自然交互設(shè)備就可以正常運(yùn)行了，其主要目的是給人們帶來(lái)一種身臨其境的感覺。

1.1.2 交互型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的交互是一種非常自然的交互，只需要通過(guò)一些自然設(shè)備即可完成，目前我們常見的交互設(shè)備有VR眼鏡、電腦、頭盔和數(shù)據(jù)手套等，而且還可以根據(jù)使用者的需求不同，呈現(xiàn)不同的圖像和用戶體驗(yàn)。

1.1.3 多感知型

由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人們的視覺、聽覺和觸覺等實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，所以人們?cè)隗w驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，也可以很好地感知這些方面，帶來(lái)的是一種更高一級(jí)的體驗(yàn)，而且這種感覺還是無(wú)法描述的感覺。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的類型

1.2.1 沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，使用者在體驗(yàn)的過(guò)程中必須佩帶相應(yīng)的設(shè)備，比如數(shù)據(jù)手套和頭盔等，只有這樣才能很好地實(shí)現(xiàn)與虛擬世界的交互，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)的隔離效果超強(qiáng)，所以用戶在體驗(yàn)的過(guò)程中，可以更加全身心地投入到其中去。但是唯一美中不足的就是這個(gè)系統(tǒng)使用成本較高，而且所使用的設(shè)備價(jià)格昂貴，不適合我國(guó)廣大人民的消費(fèi)水平。

1.2.2 簡(jiǎn)易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)相對(duì)于沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就比較簡(jiǎn)單了，只要一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以很好地完成與虛擬世界的交互。例如在旅游業(yè)的市場(chǎng)營(yíng)銷中，目前在網(wǎng)上出現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)旅游，讓使用者置身于一個(gè)由計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)的世界中。這個(gè)世界既可以是現(xiàn)實(shí)世界（如三峽、九寨溝）的模擬，也可以是一個(gè)完全虛構(gòu)的世界（如太空、外星球等），使用者在其中可以看、可以聽、可以嗅，還可以有觸覺上的感受。這種虛擬現(xiàn)實(shí)的旅游體驗(yàn)，可能會(huì)有兩種發(fā)展方向：（1）給旅游者以全面的旅游體驗(yàn)，使之真正成為一種全新的旅游方式；（2）作為現(xiàn)實(shí)中的旅游地在網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)品，讓旅游者在實(shí)地旅游之前可以先對(duì)準(zhǔn)備購(gòu)買的旅游產(chǎn)品有一定的了解。這種形式的廣告，效果無(wú)疑會(huì)比圖片之類的廣告更吸引人。

1.2.3 共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

從今年開始共享這個(gè)概念就一直存在于我們的生活之中，例如共享小黃車、摩拜單車和共享雨傘的出現(xiàn)，這都很好地體現(xiàn)了共享這個(gè)概念，同樣，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在很好地詮釋共享這個(gè)概念，所以另一系統(tǒng)就是共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要靠遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，將不同區(qū)域、不同種族的用戶聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了多空間和多用戶的共享，而且這個(gè)系統(tǒng)還可以通過(guò)單個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)同一個(gè)虛擬實(shí)際進(jìn)行觀察和操作，以此達(dá)到共同工作的目的，讓我們也能夠體驗(yàn)到虛擬世界帶給我們的樂(lè)趣。

2 虛擬現(xiàn)代技術(shù)在體育教學(xué)中的作用

虛擬現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)的教育領(lǐng)域是一項(xiàng)重大的發(fā)展，同時(shí)應(yīng)用到體育教學(xué)中也是一個(gè)較大跨度的飛躍。虛擬現(xiàn)代技術(shù)可以使人們感受到身臨其境，參與者和虛擬環(huán)境之間是不可分的，可以互相作用、互相影響。參與者和虛擬環(huán)境都是這一個(gè)整體的主要組成部分。與之前的教學(xué)模式相比有了很大的改進(jìn)和完善，虛擬現(xiàn)代技術(shù)在如今的教學(xué)中可以說(shuō)是一項(xiàng)新型的教學(xué)方式，同時(shí)也有著自身在體育教學(xué)的作用，符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的潮流。

2.1 避免體育教學(xué)中對(duì)學(xué)生自身帶來(lái)的傷害

現(xiàn)代的體育教學(xué)中很受學(xué)生歡迎的項(xiàng)目有拳擊、跆拳道等，這些都是一些有一定對(duì)抗性的體育項(xiàng)目。在教學(xué)中很難避免會(huì)給學(xué)生帶來(lái)意外傷害，因?yàn)槲ｋU(xiǎn)系數(shù)很高，所以有些學(xué)校干脆直接不開設(shè)這些對(duì)抗性的課程。利用虛擬現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行體育項(xiàng)目的虛擬練習(xí)，可以直接避免會(huì)給學(xué)生造成意外傷的顧慮。在學(xué)校設(shè)定好的虛擬環(huán)境中可以讓學(xué)生大膽地去和虛擬環(huán)境所設(shè)計(jì)的對(duì)手進(jìn)行對(duì)抗性的搏斗練習(xí)，同時(shí)卻不用擔(dān)心受傷的問(wèn)題。除此之外，虛擬環(huán)境還可以對(duì)學(xué)生的動(dòng)作進(jìn)行客觀智能的評(píng)價(jià)，快速地指出學(xué)生的不足，提高學(xué)生的訓(xùn)練效率。

2.2 彌補(bǔ)教學(xué)設(shè)施建設(shè)的不足

在學(xué)校開設(shè)的體育課類型往往要受到學(xué)校設(shè)施、建設(shè)場(chǎng)地的限制，因此將會(huì)刪減大部分經(jīng)費(fèi)過(guò)高、設(shè)施較高端的體育課，這也就使得好多學(xué)生喜歡的體育課無(wú)法開課，比如射擊、賽車、野外生存等項(xiàng)目。但是在體育課中應(yīng)用虛擬現(xiàn)代技術(shù)就會(huì)有很大的改善，甚至可以直接彌補(bǔ)這其中的不足，學(xué)生在虛擬的環(huán)境中練習(xí)，不用受到學(xué)校場(chǎng)地設(shè)施的約束，并且可以在虛擬的環(huán)境中感受到和真實(shí)環(huán)境的感受。在虛擬現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用中，運(yùn)用了計(jì)算機(jī)的智能化特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)的虛擬技術(shù)的人機(jī)交換，也使得體育教學(xué)有了一定的特殊性和個(gè)性化。

2.3 徹底打破時(shí)間空間的限制

在虛擬化現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用中，看不到、摸不到的物體甚至沒有感受過(guò)的危險(xiǎn)場(chǎng)所等，都能在虛擬環(huán)境中體現(xiàn)出來(lái)，又或者這個(gè)自然界根本不存在的事物，也可以根據(jù)它固有的特性在虛擬的環(huán)境中生成，這些的出現(xiàn)已經(jīng)徹底地打破時(shí)間和空間的約束和限制。例如在足球射門的教學(xué)過(guò)程中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式可能會(huì)應(yīng)用多媒體技術(shù)來(lái)展現(xiàn)射門的動(dòng)作，一般也就通過(guò)幾個(gè)動(dòng)作的慢鏡頭來(lái)完成射門的全過(guò)程，而射門的動(dòng)作也都是經(jīng)過(guò)慢鏡頭剪輯出來(lái)的。但是應(yīng)用到虛擬設(shè)備就會(huì)有很大的不同了，從上到下、從左到右、從前到后，可以從每一個(gè)你想看到的任何角度來(lái)看射門的全過(guò)程，可以生動(dòng)地展現(xiàn)射門過(guò)程的技巧，提高學(xué)生訓(xùn)練技巧的效率。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在體育教學(xué)中充分應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，虛擬技術(shù)在體育教學(xué)發(fā)展中使教學(xué)技術(shù)不斷地更新生成不同的設(shè)備，使學(xué)生可以在虛擬的環(huán)境中全身心投入進(jìn)去，對(duì)學(xué)生的技能訓(xùn)練有很大的幫助。以下是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的幾個(gè)應(yīng)用舉例。

3.1 技能訓(xùn)練

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將學(xué)生的技能訓(xùn)練有效地提高，比如在乒乓球訓(xùn)練的時(shí)候，可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和不同水平、不同技術(shù)手法的對(duì)手進(jìn)行對(duì)打，來(lái)提高自己的技術(shù)能力，現(xiàn)實(shí)中是不能將這么多手法的人集合在一起的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在體育教學(xué)中讓學(xué)生扮演不同的角色，開展針對(duì)性的訓(xùn)練，為學(xué)生能力的提高起到了推進(jìn)作用。

3.2 知識(shí)學(xué)習(xí)

可以通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用來(lái)讓學(xué)生感到新奇，在現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)法觀察的生活狀況以及事物變化的過(guò)程，都可以通過(guò)這個(gè)技術(shù)向?qū)W生表達(dá)出逼真的效果。另外還可以讓抽象的理論概念變得更加直觀形象，學(xué)生可以通過(guò)這種實(shí)時(shí)的教學(xué)方式，最大限度地開發(fā)自己的能力，提高體育教學(xué)中的教學(xué)質(zhì)量。

3.3 體育遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的成熟，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境良好的情況下，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與體育的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相互結(jié)合，將會(huì)成為一種革新?lián)Q代的教學(xué)方式，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)體育教學(xué)資源進(jìn)行開發(fā)，將遠(yuǎn)程的體育教學(xué)作為教育界的重點(diǎn)來(lái)推進(jìn)。并且隨著時(shí)代的發(fā)展，這種網(wǎng)絡(luò)授課的方式已經(jīng)逐漸被各地的高校所采納，人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的要求不斷地增高，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在不斷地完善，所以開發(fā)一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的遠(yuǎn)程體育教學(xué)軟件，具有很好的發(fā)展前景。

4 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用對(duì)體育教學(xué)的水平和發(fā)展都具有重要的意義。雖然現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用并不是很廣泛，但是已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，未來(lái)的體育教育將會(huì)和虛擬技術(shù)相互結(jié)合，作為一種新型的教學(xué)方式，用自己的強(qiáng)大功能在體育教學(xué)中發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)。

作者簡(jiǎn)介：劉會(huì)玲（1974— ），女，河南許昌，碩士，副教授；研究方向：體育教育訓(xùn)練。

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Abstract： With the rapid development of science and technology， virtual reality technology in our life has been widely used， especially in the physical education. This paper focuses on the application of virtual reality technology in physical education teaching and training， so as to provide a theoretical basis for the practical application of virtual reality technology.

Key words： virtual reality technology； physical education； physical training； application method