健身館虛擬現(xiàn)實(shí)跑酷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

王一涵 孫東 于承揚(yáng) 張余嘉 安泓宇 彭相澍

【摘要】為增強(qiáng)跑酷系統(tǒng)的娛樂性和競爭性，提高健身效果，本文研發(fā)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)跑酷系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有運(yùn)動數(shù)據(jù)的時實(shí)采集，多人跑酷競爭等功能。本文著重解決了虛擬跑酷系統(tǒng)下視覺和體感不一樣的問題，增強(qiáng)了跑酷系統(tǒng)的身臨其境感。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 健身系統(tǒng) 跑酷競賽

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會節(jié)奏不斷加快，人們物質(zhì)生活的豐富影響了過去親近自然的生活方式。各種因缺少運(yùn)動而產(chǎn)生的疾病案例日益增多，這嚴(yán)重影響著國民的身體素質(zhì)以及生活質(zhì)量。所以我們準(zhǔn)備將健身與虛擬現(xiàn)實(shí)相融合，提高機(jī)械健身中多人交互的趣味性以及起到鍛煉身體的作用。本項(xiàng)目利用虛擬現(xiàn)實(shí)的健身館跑酷系統(tǒng)，為跑酷愛好者提供了良好、安全的室內(nèi)跑酷環(huán)境，從而消除健身所產(chǎn)生的心理疲勞，使健身房從此不再枯燥無味。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展趨勢

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是高度集成的技術(shù)，涵蓋計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、立體顯示技術(shù)等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究內(nèi)容大體上可分為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身的研究和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的研究兩大類。根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)所傾向的特征的不同，目前虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要劃分為四個層次：即桌面式、增強(qiáng)式、沉浸式和網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)質(zhì)是構(gòu)建一種能夠與之進(jìn)行自由交互的“世界”，在這個“世界”中參與者可以實(shí)時地探索或移動其中的對象。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)是最理想的追求目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)的主要方式主要是戴上特制的頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套以及身體部位跟蹤器，通過視覺、觸覺和聽覺在虛擬場景中進(jìn)行體驗(yàn)。

三、系統(tǒng)的研究目的

人們生活節(jié)奏越來越快，對物質(zhì)的需求也越來越高，每天工作之余很少有時間來強(qiáng)身健體。并且隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益完善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也越來越普及。面對這種情況，我們設(shè)想把健身房跟虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，營造出身臨其境之感，使健身房從此不再枯燥無味。在此基礎(chǔ)上，鍛煉我院有一定開發(fā)，動手能力的學(xué)生，使其參與進(jìn)來，進(jìn)行多門專業(yè)課程的綜合訓(xùn)練和實(shí)踐活動，使得學(xué)生對所學(xué)的多門專業(yè)課程能夠綜合的應(yīng)用于實(shí)踐活動中。

四、系統(tǒng)研究的意義及原因

1.通過本次項(xiàng)目開發(fā)，學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，能夠自主的進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的前期準(zhǔn)備、中期代碼開發(fā)以及后期的項(xiàng)目實(shí)施及維護(hù)等內(nèi)容，從實(shí)現(xiàn)一個項(xiàng)目各個角度及各個方面進(jìn)行鍛煉。

2.在開發(fā)過程中，大家逐漸掌握并運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)的基本技巧。熟悉虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)從需求分析，到整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再到徹底實(shí)施的一系列基本流程。使學(xué)生在校期間能得到較好的鍛煉，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

3.另外，從商業(yè)投資角度來看，健身館虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是一個未來的發(fā)展方向，若本項(xiàng)目得以順利實(shí)施，將會產(chǎn)生較大的商業(yè)價值?？梢詫?shí)現(xiàn)個人家庭自動控制，商業(yè)辦公遠(yuǎn)程安全操作，對社會有較大的使用價值。

五、平臺的設(shè)計(jì)與需求

1.架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.軟硬件需求

2.1、硬件：性能高效的計(jì)算機(jī)硬件，能夠熟練應(yīng)用的軟件開發(fā)環(huán)境，能夠支持多臺計(jì)算機(jī)和路由器組成的局域網(wǎng)絡(luò);虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡;一臺或多臺能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)用于資料查詢的計(jì)算機(jī)以及其他各種相關(guān)技術(shù)資料的獲取方式。

2.2、軟件：

Eclipse8.0代碼開發(fā)平臺，SQLServer2005（2008）、MySQL或Oracle數(shù)據(jù)庫平臺，RationalRose或MSViso系統(tǒng)建模軟件工具，Photoshop、Flash、Dreamweaver網(wǎng)頁美化工具等軟件，Unity5.5以上版本。

六、結(jié)語

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與人之間在虛擬世界的交流，同時還可以鍛煉身體。在多人交互的過程中，大家體驗(yàn)著生活中不常見的體驗(yàn)，使人們在閑暇之余可以放松身心。而且在體驗(yàn)跑酷所帶來的快感的過程中，系統(tǒng)通過設(shè)備對身體各處進(jìn)行隨時監(jiān)控，查看身體的各項(xiàng)指標(biāo)，對一個人的身體狀態(tài)有一個比較好的了解，對于之后身體的調(diào)養(yǎng)都可以有比較好的參考。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)日益發(fā)展發(fā)展壯大，人們追求身體健康長壽的前提下，這將會成為未來非常有意義的系統(tǒng)。

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基金項(xiàng)目：吉林建筑大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：2018S1120。