虛擬現實技術在體育娛樂性領域的應用

祁峰

摘要：隨著2014年我國《關于加快發展體育產業促進體育消費的若干意見》（簡稱《意見》）的頒布，2015年以來中國體育產業的發展進程呈現前所未有的新態勢，而將一些科技元素融入傳統的體育領域中，也將為中國的體育領域帶來一定的爆點。虛擬現實技術是近年發展起來的一項新技術，已經被廣泛地應用于許多領域。本文綜述了虛擬現實技術的原理和國內外研究應用進展，其目的在于把虛擬現實技術應用到體育領域，為人類體育運動的發展提供新的元素和思路，使人們的體育運動方式越來越多元化、娛樂化。

關鍵詞：虛擬現實技術；體育；應用；新元素；多元化；娛樂化

1.虛擬現實技術的概念

虛擬現實（ Virtual reality， VR ）技術是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種科學技術綜合發展起來的計算機領域的最新技術， 也是力學、數學、光學、機構運動學等各種學科的綜合應用。虛擬環境通常是由計算機生成并控制的， 使用戶身臨其境地感知虛擬環境中的物體， 通過虛擬現實的三維設備與物體接觸，從而真正地實現人機交互，可以說人處在虛擬環境之跟現實環境是沒有差別的。

2.虛擬現實技術的分類

現階段虛擬現實技術主要分為桌面虛擬現實、沉浸的虛擬現實、增強現實性的虛擬現實、分布式虛擬現實。

桌面虛擬現實利用個人計算機和低級工作站進行仿真，將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口。常見桌面虛擬現實技術有：基于靜態圖像的虛擬現實QuickTime VR、虛擬現實造型語言VRML、桌面三維虛擬現實、MUD等。

沉浸的虛擬現實提供完全沉浸的體驗，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。它利用頭盔式顯示器或其它設備，把參與者的視覺、聽覺和其它感覺封閉起來，并提供一個新的、虛擬的感覺空間，并利用位置跟蹤器、數據手套、其它手控輸入設備、聲音等使得參與者產生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。常見的沉浸式系統有：基于頭盔式顯示器的系統、投影式虛擬現實系統、遠程存在系統。常見的沉浸式系統有：基于頭盔式顯示器的系統、投影式虛擬現實系統、遠程存在系統。增強現實性的虛擬現實不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知或不方便的感受。

增強現實性的虛擬現實不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知或不方便的感受。典型的實例是戰機飛行員的平視顯示器，它可以將儀表讀數和武器瞄準數據投射到安裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，它可以使飛行員不必低頭讀座艙中儀表的數據，從而可集中精力盯著敵人的飛機或導航偏差。

分布式虛擬現實是指多個用戶通過計算機網絡連接在一起，同時參加一個虛擬空間，共同體驗虛擬經歷，那虛擬現實則提升到了一個更高的境界，這就是分布式虛擬現實系統。在分布式虛擬現實系統中，多個用戶可通過網絡對同一虛擬世界進行觀察和操作，以達到協同工作的目的。目前最典型的分布式虛擬現實系統是SIMNET，SIMNET由坦克仿真器通過網絡連接而成，用于部隊的聯合訓練。通過SIMNET，位于德國的仿真器可以和位于美國的仿真器一樣運行在同一個虛擬世界，參與同一場作戰演習。

3.虛擬現實技術的特征

虛擬現實技術三大特征：1） 沉浸感（ Immersion） ： 計算機生成的虛擬世界給人一種身臨其境的感覺。2） 交互性（ Interaction） ： 人能夠以很自然的方式跟虛擬世界中的對象進行交互操作或者交流， 著重強調使用手勢、體勢等身體動作（ 主要是通過頭盔、數據手套 、數據衣等來采集信號） 和自然語言等自然方式的交流。3） 構想（ Imagination）： 虛擬環境可使用戶沉浸其中并且獲取新的知識， 提高感性和理性認識， 從而使用戶深化概念和萌發新意。因而可以說 ， 虛擬現實可以啟發人的創造性思維 。

4.現階段中國體育領域大環境

4.1政策紅利覆蓋全國

2015年，在利好政策不斷出臺的情況下，體育產業進入高速發展時期。據國家體育總局統計，《意見》發布一年來，包括體育總局在內的有關部門已經出臺了15份配套文件，另有 8套文件已經形成初稿。文件制定涉及發改委、公安部、新聞出版廣電總局、旅游局等多個部門。這些文件的制定和出臺，使廣受社會關注的賽事審批、賽事轉播、安保服務和大型體育場館等問題取得了階段性的進展。

在地方貫徹方面，截至目前，已有31個省區市出臺了本地區的實施意見。2015年10月，國家體育總局局長劉鵬在全國體育產業工作會上透露，據不完全統計，各省（市、區）上報的2025年體育產業總規模總和已經達到7億。

4.2資本搶奪核心資源

2015年8月27日，萬達集團王健林以6.5億美元收購了美國世界鐵人公司100%的股權。阿里巴巴獲得世俱杯冠名權的消息在2015年12月引起各方關注，而相同級別的爆炸性消息在年內頻繁出現。過去一年，體育產業投資大幅增加，國內、國際體育賽事核心資源成為哄搶的對象。

4.3體育方式多元化，娛樂化

隨著全民體育概念的提出，體育逐漸走向民間，體育的多元化，娛樂化也因此而加深。提高國民身體素質是當前的中國體育的根本目標，為了使體育更加親民，越來越多的科技元素，娛樂元素加入原本一板一眼，枯燥無味的體育運動中。近年來，越來越多的體感設備與體育相結合，受到了廣大體育愛好者額歡迎，特別是一些由于場地限制的體育運動項目，如高爾夫，網球，在體感虛擬的環境中，都可以盡情的體驗體育帶來的快樂。

5.虛擬現實技術應用于體育增加其娛樂性

5.1為體育觀賽帶來娛樂體驗

體育賽事最需要的莫過于身臨其境的現場感，通過自由切換，實時流暢的虛擬現實動態直播，觀眾可以排除周邊的干擾，全身心、近距離地感受到圖像帶來的震撼感和沖擊力，觀賽體驗比之收看傳統轉播大為提升。大大增加了觀賽的娛樂體驗感。

5.2為體育訓練娛樂訓練方法

根據虛擬現實技術， 通過相應的三維圖形圖像庫構架模擬訓練環境， 包括訓練場背景、比賽的場景、各種賽場裝置和相關人員等， 為受訓者營造一種逼真、生動的立體訓練環境。利用虛擬系統設計出“有生命”的草坪，以增強臨場感覺， 達到模擬訓練的效果， 提高訓練質量。于此同時，因為虛擬現實技術有沉浸感這一特性，運動員可以完全進去虛擬現實設定的環境中，在這種環境可以增加體育訓練的娛樂性，使原本枯燥的體育訓練變得有趣起來，以此來提升運動員的訓練積極性。

很多國家訓練隊都已經在教學、訓練中采用虛擬現實技術，如用Be-yondSport的VR技術對足球訓練進行實時的沙盤演練、視頻分析、戰術復盤以幫助足球隊提升教學水平，且以后還計劃在更多球隊、賽事中推進。通過大數據整合等為體育活動提供戰術輔助訓練，VR目前已經在棒球、賽馬、橄欖球等多個項目得到廣泛應用。由此可見，在不久的將來，VR設備有望成為各賽事職業俱樂部和球隊的剛需產品。

5.3為全民健身帶來新的娛樂方式

全民健康是國家綜合實力的重要體現，是經濟社會發展進步的重要標志。全民健身是實現全民健康的重要途徑和手段，是全體人民增強體魄、幸福生活的基礎保障。實施全民健身計劃是國家的重要發展戰略。運用虛擬現實技術構想性這一特點，可以為參加大眾健身的用戶營造一個有趣，娛樂的虛擬健身場景，在愉快的心情下完成健身。

目前基于虛擬現實技術的健身應用層出不窮，Sanzaru開發的《VR體育挑戰》是這類體育游戲的一大代表。在該游戲中，借助Oculus Rift的動作感應手柄，玩家可以以第一人稱視角暢玩橄欖球、籃球、曲棍球和棒球等美國四大主流運動，游戲氣氛不亞于風靡全球的《NBA嘉年華》。無獨有偶，美國公司Vir Zoom也推出了一套將健身單車、VR設備與小游戲結合起來的健身設備，創造出戴著VR眼鏡騎著單車開F1的奇效

6.總結

隨著虛擬現實產業的發展，技術將不斷滲入體育產業鏈條的各個環節，越來越多的公司開始滲入虛擬現實產業鏈各個環節，體育產業與虛擬現實的結合會越來越密切，特別是虛擬現實的三大特性會完全顛覆傳統體育產業，為體育產業增加更多的娛樂性，推動體育產業的發展。目前虛擬現實技術還處于技術紅利階段，只有未來過渡到內容紅利階段，才算真正的站穩了腳跟。希望虛擬現實能夠為體育產業創造更大的商業娛樂價值和社會價值。

參考文獻

[1]Cannon Smash. CSmash[ OL] . http ：// ww w.utmc.or.jp/ ～nan/ csmash/ ， 2002.

[2]Pan Zhigeng ， XuWeiwei ， Huang Jin ， et al.EasyBow ling ：Asmall bow ling machine based on vi rtualsimulat ion [J].Computers&Graphics ， 2003 ， 27（2）：231 ～ 238.

[3]張占龍，羅辭勇，何為.虛擬現實技術概述.2005年系統仿真技術及其應用學術會議.

[4]陳健，姚頌平.虛擬現實技術在體育運動技術仿真中的應用[J]，體育科學，2006（9）：34-40.

[5]宋麗.應用虛擬現實技術對競技體育進行仿真訓練的探討[J]，西安郵電學院學報2007，12（6）.

[6]李艷波，張菁.網球比賽仿真系統的研究與實現.[D]：2008.

[7]陽小濤，楊克撿。虛擬人建模及游泳運動控制技術的研究.[D]：2009.169.

[8]劉衡，馮婷.基于虛擬現實技術的體育教學模式的實踐與思考.北京師范大學學報，2013，12.