虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在運(yùn)動(dòng)心理學(xué)中的應(yīng)用

◇西安體育學(xué)院 周穎乾

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）一經(jīng)問世，便得到了大量關(guān)注，近年來被廣泛的應(yīng)用于心理學(xué)的研究中。與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)心理學(xué)研究方法相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多感知性、沉浸性、交互性和想象性的特點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)情節(jié)和情境，真實(shí)的模擬運(yùn)動(dòng)環(huán)境，從而改變單調(diào)、乏味的運(yùn)動(dòng)環(huán)境以得到更好、更逼真的感覺，提高人們對(duì)于體育運(yùn)動(dòng)的興趣。本文旨在對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理、特點(diǎn)以及對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)心理學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，總結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出使用這一方法時(shí)需要注意的問題，探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)心理學(xué)上的應(yīng)用，為運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的研究增加新內(nèi)容。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）是集仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)于一體的新型技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)硬件的不斷強(qiáng)大、軟件編程技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸應(yīng)用于醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)、教育教學(xué)、心理治療等領(lǐng)域。其具有多感知性，沉浸性，交互性和想象性特點(diǎn)。多感知性指除了計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)模擬出的視覺感受，在參與模擬環(huán)境中的世界時(shí)，用戶還可以獲得聽覺、觸覺、嗅覺等感受，達(dá)到身臨其境的效果；沉浸性指虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所模擬出來的世界，可以使用戶難辨真假，并且可以隔離用戶和外界，使得用戶難以受到外界環(huán)境干擾，沉浸于虛擬環(huán)境之中；交互性指用戶不僅可以感知虛擬世界，還可以通過使用VR眼鏡、操控桿等交互設(shè)備，對(duì)虛擬世界進(jìn)行操控、移動(dòng)，并得到虛擬世界的反饋，人體行為動(dòng)作經(jīng)過數(shù)字化處理運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋給用戶，使得虛擬環(huán)境與用戶進(jìn)行身體和聲音的交互；想象性指用戶與設(shè)計(jì)者可以按照自己的邏輯和想象力構(gòu)建場景，場景既可以重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)，也可以構(gòu)想世界。在場景中，用戶可以擺脫現(xiàn)實(shí)的束縛，根據(jù)個(gè)人想象和判斷做出行為。虛擬現(xiàn)實(shí)的這些特點(diǎn)可以為學(xué)生提供趣味的教學(xué)環(huán)境，為患者提供多樣的治療手段，為體育鍛煉提供新的運(yùn)動(dòng)方法，已經(jīng)在很多方面滲入人們的日常生活[2]。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)

通過模擬戶外環(huán)境，可以讓用戶感覺自己處于真實(shí)的運(yùn)動(dòng)環(huán)境中，足不出戶體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)。例如“冰雪奇緣”模擬滑雪設(shè)備依據(jù)冬奧會(huì)真實(shí)的滑雪賽道，模擬真實(shí)滑雪的動(dòng)作[3]，讓體驗(yàn)者通過模擬滑雪，宛如踏上了崇禮的奧運(yùn)賽場。這種體驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)體育興趣有很大幫助，并且相比較真實(shí)的滑雪場景，虛擬現(xiàn)實(shí)模擬出的場景具有更高的安全性。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用大多數(shù)為個(gè)人項(xiàng)目，比如自行車騎行、跑步等，個(gè)別實(shí)驗(yàn)針對(duì)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目是集體項(xiàng)目，比如棒球、籃球等[4]。運(yùn)動(dòng)員使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，可以獲得個(gè)性化的訓(xùn)練方案，比如對(duì)于天氣的掌控、賽事的把握以及可能出現(xiàn)的突發(fā)情況的模擬等?？梢允惯\(yùn)動(dòng)員學(xué)習(xí)戰(zhàn)術(shù)知識(shí)，冷靜沉著應(yīng)對(duì)比賽。也可以對(duì)同一個(gè)場景進(jìn)行多次模擬，使運(yùn)動(dòng)員重復(fù)體驗(yàn)同一場景獲得適應(yīng)性。在實(shí)際體驗(yàn)過程中，還可以給與運(yùn)動(dòng)員及時(shí)的反饋信息，全面的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于喚醒運(yùn)動(dòng)情緒

虛擬的積極和消極環(huán)境均能有效誘發(fā)相應(yīng)的積極或消極情緒，虛擬現(xiàn)實(shí)可以用于心理學(xué)研究中的情緒誘發(fā)[5]。情緒可以引起生理、心理及運(yùn)動(dòng)行為的變化，并且在競賽中表現(xiàn)非常明顯[6]。保持一個(gè)積極情緒和情緒感知是運(yùn)動(dòng)員取得優(yōu)異運(yùn)動(dòng)成績的一個(gè)不可或缺的條件[7]。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使用戶在運(yùn)動(dòng)前達(dá)到一個(gè)良好得情緒喚醒狀態(tài)，有利于后續(xù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)或鍛煉行為發(fā)生。

2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于康復(fù)訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供精確的測評(píng)、輔助、監(jiān)控、訓(xùn)練等技術(shù)從而充分保證運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的有效性[8]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用機(jī)制主要建立在神經(jīng)可塑性的理論上，強(qiáng)調(diào)動(dòng)作的可重復(fù)性以及信息的積極反饋[9]。使用人機(jī)互動(dòng)程序，患者在虛擬環(huán)境下，使身體和虛擬目標(biāo)關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，訓(xùn)練效果和評(píng)分在訓(xùn)練結(jié)束后及時(shí)反饋，有助于智能訓(xùn)練，使得訓(xùn)練效果更好，也為康復(fù)訓(xùn)練提供了新途徑[10]。

3 使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）反饋及時(shí)且不限場地。虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)對(duì)于場地要求不高，可在室內(nèi)進(jìn)行，用戶也可以獨(dú)自鍛煉，運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)作和形態(tài)等也可以及時(shí)的通過穿戴設(shè)備反饋給用戶，用戶根據(jù)反饋可調(diào)整自己的動(dòng)作，有利于保持良好運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

（2）個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以根據(jù)用戶個(gè)人意愿模擬運(yùn)動(dòng)場景，如：下雪天、雨天、比賽或自己鍛煉。個(gè)性化的設(shè)置可以使用戶沉浸運(yùn)動(dòng)過程中，獲得運(yùn)動(dòng)興趣。

（3）鍛煉可重復(fù)體驗(yàn)。如很難多次在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)的場景可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出來，用戶可以隨時(shí)隨地體驗(yàn)這些場景。也可以對(duì)同一種動(dòng)作重復(fù)模擬多次，達(dá)到最佳鍛煉水平。

（4）使用人群范圍廣。無論是成年人、學(xué)生還是老人，健康情況如何，都可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行鍛煉。

3.2 缺點(diǎn)

（1）有安全隱患。盡管隨著技術(shù)的不斷革新，穿戴設(shè)備變得更加輕便，但頭戴式的儀器仍可能會(huì)對(duì)頸椎造成額外傷害。

（2）對(duì)數(shù)據(jù)處理技術(shù)要求較高。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)設(shè)備需要同用戶進(jìn)行交互，動(dòng)作模擬和場景構(gòu)建都需要大量處理數(shù)據(jù)并且及時(shí)反饋給用戶，那么數(shù)據(jù)的及時(shí)處理便對(duì)技術(shù)開發(fā)人員提出了較高的要求。

（3）衛(wèi)生問題。由于設(shè)備較昂貴，現(xiàn)如今很多虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體驗(yàn)都是商業(yè)化的，如果沒有對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)消毒，可能會(huì)出現(xiàn)傳染病或者衛(wèi)生問題，不利于用戶身體健康。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)其特點(diǎn)可以使用戶體驗(yàn)到不一樣的運(yùn)動(dòng)鍛煉，引發(fā)用戶對(duì)于鍛煉的興趣，并且在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或心理訓(xùn)練等其他領(lǐng)域的前景也非?？捎^，我們可以通過開發(fā)更多的用途、更標(biāo)準(zhǔn)、安全的使用，促進(jìn)全民鍛煉。

4 結(jié)語

現(xiàn)有研究表明，體育運(yùn)動(dòng)對(duì)于失眠，甚至對(duì)于睡眠障礙者也有積極的改善作用。無論是在健康人群還是疾病人群中，體育運(yùn)動(dòng)與焦慮程度都呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系，經(jīng)常進(jìn)行鍛煉的人焦慮水平更低；大量的橫斷研究表明，體育運(yùn)動(dòng)對(duì)于不同年齡人群的抑郁改善都有積極性作用。但由于個(gè)人性別、疾病情況、體質(zhì)狀況、成長環(huán)境等因素差異，使用相同的運(yùn)動(dòng)方法、同樣的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)可能并不適合每個(gè)人。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供一種途徑，根據(jù)個(gè)人特點(diǎn)設(shè)置個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)方案并提高體育運(yùn)動(dòng)參與感，改善失眠、抑郁、焦慮等負(fù)性心理現(xiàn)象。