虛擬現(xiàn)實技術(shù)與高校體育結(jié)合的SWOT分析

（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，使得對現(xiàn)實生活的感應(yīng)產(chǎn)生偏離，以達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行軍事訓(xùn)練，但隨時代發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)可以涉及多種領(lǐng)域。在當前時代，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)計虛擬實驗室來模仿真實實驗。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)的測試和研究。VR技術(shù)與高校體育結(jié)合，其中的價值與未來的潛力任然需要不斷深入探究。

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義與特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是通過利用場景設(shè)計，交互流程設(shè)計，視覺設(shè)計，聲音設(shè)計等技術(shù)構(gòu)建出虛擬的場景，讓使用者沉浸在虛擬環(huán)境中，使用者可以與虛擬環(huán)境中的要素進行互動，因此體驗到相對真實的全新世界。VR系統(tǒng)具有沉浸式，自然交互，虛擬構(gòu)建特征。沉浸式特征是指因為VR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世界中與物體元素的互動方式能夠在VR系統(tǒng)中盡可能得到還原。虛擬構(gòu)建特征是指因為VR系統(tǒng)的虛擬性所以不受真實世界社會規(guī)則，物理法則約束，設(shè)計者可以根據(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，因為非常真實的場景構(gòu)建，能更多的給玩家?guī)硇迈r刺激的體驗而廣受好評。體育運動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。

2、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在體育訓(xùn)練中的應(yīng)用

2.1、VR在武術(shù)訓(xùn)練的應(yīng)用

中國武術(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)定的動作，即便如此，在對練，以及進行高難度動作學(xué)習(xí)時，不可避免會出現(xiàn)意外，同時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，同時加強學(xué)生實戰(zhàn)能力，減少訓(xùn)練難度并且擴大學(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目，因此武術(shù)可以項目可以借鑒VR拳擊，針對自己的訓(xùn)練套路進行開發(fā)完善。

2.2、VR在籃球訓(xùn)練中的應(yīng)用

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)。相對于其他體育項目，籃球在VR技術(shù)拓展方面較為成熟。在進行裁判培訓(xùn)時不再需要復(fù)雜的安排，只需要用VR模擬即可完成考核與測試，且真實度還原度較高。在進行投籃訓(xùn)練方面由于已經(jīng)有技術(shù)開發(fā)和討論，對使用VR提高投籃命中率有相當高的肯定，同時還可以培養(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)生的動作給予改進，同時也可與學(xué)生一起在虛擬環(huán)境中進行戰(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。

2.3、VR在足球訓(xùn)練中的應(yīng)用

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，更加強調(diào)學(xué)生自己在課余時間利用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，控場戰(zhàn)術(shù)，控球技術(shù)。簡化了過去復(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)生對動作的理解，更加強調(diào)基本功。同時對學(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的愉悅感，思維也會更活躍，更能專注于足球訓(xùn)練。同時VR也能融入其他學(xué)生，在虛擬環(huán)境下培養(yǎng)團結(jié)精神，一起體驗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足球體驗測試，因此在高校推廣存在合理性。

3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與高校體育結(jié)合的SWOT分析

3.1、優(yōu)勢因素（strengths）

（1）利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程授課。

無論是由于特殊時期亦或是其他原因?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，可由此實現(xiàn)學(xué)生與教師操縱的虛擬人物完成線上對接，一方面在趣味性上遠超普通的視頻授課，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，實現(xiàn)面對面交流。

（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，在進行體育訓(xùn)練時不可避免的會發(fā)生身體上的損傷，VR的出現(xiàn)會極大的降低在訓(xùn)練時出現(xiàn)意外狀況，提高安全性，在進行高難度動作訓(xùn)練時會降低風險，學(xué)生的心理負重減輕，危險性降低，因此可以適當調(diào)高教學(xué)難易度，提高訓(xùn)練的強度，根據(jù)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)有更好的針對性，利用VR技術(shù)提高訓(xùn)練效率與質(zhì)量。作為教練一般會對非專業(yè)運動員的訓(xùn)練教學(xué)會有所顧忌，使用VR技術(shù)可以讓學(xué)生大膽嘗試新動作，也能幫助在擺脫VR訓(xùn)練后，在現(xiàn)實訓(xùn)練高難度動作有更好的提前適應(yīng)。

（3）適應(yīng)未來趨勢。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)屬于科技前沿，同時也是未來發(fā)展的趨勢，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)動力與學(xué)習(xí)熱情，在舊環(huán)境下許多學(xué)生因為壓力或其他因素很難表現(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)境也會有趨向于線上學(xué)習(xí)的可能性。其次為將來科技進入校園完成鋪墊，提前適應(yīng)未來趨勢，學(xué)校在有一定技術(shù)基礎(chǔ)的前提下會更好融入新的技術(shù)。

3.2、劣勢因素(weaknesses)

（1）依賴性提升。

不論是學(xué)生還是教師，如果長時間使用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)實依然會存在一定的差別，VR更多的是只能帶來動作上的教學(xué)，學(xué)生還要結(jié)合實際做到融會貫通，綜合各方面的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，這樣在進行比賽或者考核時在發(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，教師也會對VR產(chǎn)生依賴，因為VR的理論知識庫齊備從而放寬對學(xué)生指導(dǎo)，然而VR還無法做到針對個人因素進行調(diào)整，學(xué)生之間的差異在性別、體重、身高、慣用手等可視細節(jié)，性格、反應(yīng)、思考方式等不可視細節(jié)體現(xiàn)，VR無法對一些不可測量的細節(jié)作出反應(yīng)，因此，任然需要教練在旁細心指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生不同的情況調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)進度與學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（2）項目限制。

局限首先在于VR更適合理論課程且受運動項目限制，大多數(shù)運動是可以與VR技術(shù)完成對接，然而部分運動，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動作導(dǎo)致儀器可能會與瞄準鏡或者槍身碰撞，除非改變VR眼鏡的設(shè)計或者使用改良的運動槍支，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，因為許多水上運動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的關(guān)鍵，VR也不適合入水，這樣會損壞儀器。雖然在國外已有開發(fā)特殊傳感外衣，讓使用者有更真實的體驗，但由于專利技術(shù)問題價格昂貴難以在我國量產(chǎn)。

（3）用戶體驗。

VR使用者的體驗因人而異，許多年輕學(xué)生有VR暈動的現(xiàn)象，換言之對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時得到緩解，原因是普通3D設(shè)備由于在轉(zhuǎn)動視角時無法帶動身體導(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行適應(yīng)，適應(yīng)的時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，消費的資金與成本也通常影響項目開發(fā)的進程，例如，VR技術(shù)開放所需要大量人才，針對不同體育項目軟件開發(fā)也需要不同的人才技術(shù)，而且開發(fā)和購置VR技術(shù)都需要巨大的成本和資金，對普通高校而言使用VR僅僅只能作為體驗，要推廣使用意味著要承受巨大的經(jīng)濟壓力。

3.3、機會因素（opportunities）

（1）市場需求。

根據(jù)2020年發(fā)布的 《IDC全球增強與虛擬現(xiàn)實支出指南》得知：AR與VR相關(guān)市場上的支出總量預(yù)計達到188億美元，且相較于2019年增長幅度約為78.5%?？梢钥闯?020年以來對于AR與VR的需求達到了劇烈式的激增，其中，中國投資達到57.6億美元，占據(jù)全球虛擬現(xiàn)實支出市場榜首，支出量接近全部的三分之一，美國占據(jù)第二，投資近51億美元。中國具有如此強大的市場需求一方面因為中國人均消費水平的提高，追求更高質(zhì)量的生活；另一方面，消費者在VR游戲以及視頻領(lǐng)域占據(jù)較大的市場規(guī)模，同時在教育培訓(xùn)等商用領(lǐng)域也占據(jù)相當?shù)谋戎亍?jù)預(yù)測，未來虛擬現(xiàn)實增長趨勢將趨于穩(wěn)定，但未來用于虛擬現(xiàn)實設(shè)備的支出還會持續(xù)增長。這意味著將來VR在教育上的研究以及支出比例將會逐步提高。

（2）政府扶持。

為鼓勵VR及AR產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)發(fā)展，政府出臺了眾多文件決定扶持。教育部2019年出臺《職業(yè)院校全面開展職業(yè)培訓(xùn)，促進就業(yè)創(chuàng)業(yè)行動計劃》，其中行動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)項目，包括使用VR，慕課等進一步完善補充教育資源，增強教育資源的普及。2019年國務(wù)院印發(fā)《國家職業(yè)教育改革實施方案》，為追求高質(zhì)量教學(xué)，促進新時代教育水平現(xiàn)代化，鼓勵大批本科高等學(xué)校轉(zhuǎn)型，除此之外，目標2022年完成教育標準現(xiàn)代化，教育水平國際化的全覆蓋，與此同時建設(shè)擁有領(lǐng)導(dǎo)作用的高水平產(chǎn)教融合實訓(xùn)基地。中共浙江省委，浙江省人民政府提出《關(guān)于全面實施高等教育強省戰(zhàn)略的意見》，其中要求努力探索VR（虛擬現(xiàn)實）與AR（增強現(xiàn)實）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)校可以通過與企業(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)，同時學(xué)生也會得到前往企業(yè)實習(xí)的機會，進一步學(xué)習(xí)VR相關(guān)知識，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)走進校園。

3.4、威脅因素（threats）

（1）與裁判沖突。

VR技術(shù)無法測量不可視細節(jié)，首先VR很難為所有體育項目動作給出評估，哪怕結(jié)合AI。有些體育項目，例如，籃球、跑步、乒乓球、網(wǎng)球等評價指標簡單，VR技術(shù)可以簡單根據(jù)完成的速度，比分的差距進行評估。而有些體育項目，例如，武術(shù)、健美操、跳水其評價較為復(fù)雜，需要復(fù)數(shù)的裁判員，且裁判員對運動項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)評估。

（2）與教練沖突。

VR很難具有人性化功能，無法與學(xué)生進行情感交流，表現(xiàn)在有些學(xué)生只有被嚴厲訓(xùn)斥才能做到集中，有些學(xué)生則需要鼓勵開導(dǎo)才能提升成績，因此功能方面很難代替成熟且有經(jīng)驗的教練。此外，由于VR設(shè)備僅僅只是機器，所以學(xué)生很難遵從VR設(shè)備的指示，因為即使不按照指示也不會受到指責與懲罰。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)生運動過程，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，在進行動作剖析時逐步分析學(xué)生錄像中的動作。VR配合動態(tài)捕捉分析雖然可以提供很好的運動數(shù)據(jù)，但因為還需要其他技術(shù)裝備輔助支持很難讓大多數(shù)學(xué)生完成體驗，大多數(shù)技術(shù)裝備都會選擇流向?qū)I(yè)運動隊，而不是普通高校學(xué)生。高校學(xué)生不能盡早體驗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。

4、虛擬現(xiàn)實與高校體育結(jié)合的建議

4.1、拓寬項目開發(fā)

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)球等主流體育項目，為了更好的推進校園數(shù)字化進程，針對不同的體育項目開發(fā)不同的VR系統(tǒng)是非常有必要的，同時也能夠讓選修不同體育項目的學(xué)生都能夠體驗到最先進的教學(xué)體系。

4.2、完善人才培養(yǎng)體系

VR技術(shù)在國內(nèi)依舊處于起步的階段，各方面能力都不成熟，此時應(yīng)利用好政策優(yōu)勢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)該加強與社會企業(yè)的合作溝通，讓更多高校學(xué)生有機會接觸到虛擬技術(shù)的世界，同時利用好學(xué)生的專業(yè)優(yōu)勢配合VR系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。

4.3、逐步進入高校

基于目前國內(nèi)的形式和VR開發(fā)現(xiàn)狀建議分階段推進VR技術(shù)進入高校，首先可以在合適的高校試運行幾項與VR技術(shù)契合度高的體育項目，例如，足球、籃球、武術(shù)，與此同時，國家也應(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，再慢慢推進其他的VR體育項目進入高校，實現(xiàn)穩(wěn)步推進。

4.4、開發(fā)更多功能

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，體育裁判的獨有優(yōu)勢，這樣更能夠幫助VR技術(shù)在高校立足生存，而不是因為功能與其他工具相似被放棄使用，這樣才能讓高校學(xué)生有更多的機會接觸VR教育，讓高校師生接受VR教育。

5、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(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進入高校，VR能夠幫助人們夸大視野，在進入體育教育的同時配合AI、AR等技術(shù)擴大教學(xué)范圍，進入全新的數(shù)字化教育領(lǐng)域。VR技術(shù)具有跨空間溝通能力，極強的趣味性，操作容易，減少意外事故等諸多優(yōu)點，同時還是與時代發(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，但同時也要注意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。但不能否認目前國內(nèi)政策扶持，虛擬現(xiàn)實技術(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。