觀察VR技術體育健美操仿真系統設計的有效性探究

黎興 西南財經大學天府學院

隨著社會科技的進步，已經在我國的體育健美操教學訓練中漸漸的應用了先進的現代化技術，而傳統的健美操教學訓練模式也已經隨著時代的進步而逐漸消失。VR也就是虛擬現實，這種技術的出現為各行各業帶來了新的發展思路，其中虛擬現實中的仿真技術也是屬于系統仿真的一種技術形式，因此可以利用這一技術對健美操的運動規律以及動作訓練的方式進行記錄與模擬，促進健美操隊形建設以及相關健美動作的規范化發展。

一、虛擬現實技術與健美操運動之間的聯系

虛擬現實技術是一種利用計算機網絡系統進行情境創建以及進行虛擬世界體驗的一種現代化技術，而虛擬現實技術中的虛擬世界也就是一種擁有真實感的三維立體圖形場景，這種虛擬的世界包括了現實世界的情境模擬，同時也可以根據不同的構想與設計進行幻想世界的創建。虛擬現實技術主要是通過用戶的視覺、聽覺以及觸覺等方面途徑，讓用戶與創建的情境之間產生一種交互式的仿真實體驗，從而讓用戶產生一種身臨其境的感受。這種虛擬現實技術的主要特點就是賦予人們想象力的同時，讓人們與虛擬情境進行交互從而讓人沉浸其中。而體育健美操運動也正是需要體操人員視覺以及聽覺等各方面上的相互配合才能順利的完成運動。VR技術在體育健美操仿真系統設計中的基本原理也就是，讓健美操運動人員處在真實的物理空間中通過計算機硬件系統和傳感器等各種相關技術設備以及虛擬現實引擎所創建的仿真情境進行沉浸與交互[1]。

二、體育健美操仿真系統的有效性設計

在虛擬現實技術中所使用的硬件設備是實現其功能的重要部分。在體育健美操中使用沉浸式分布的設計方式，利用顯示器、位置追蹤器等設備進行仿真設計，讓用戶體驗到身臨其境之感。其中除了高性能的計算機處理系統之外還應用了多種主要的硬件系統。

(一)行為追蹤系統

這個系統主要是用來準確定位健美操訓練者的四肢以及身體頭部的位置。當使用者轉動頭部時，眼睛的視線和眼球的位置也會隨著發生改變，如此就需要在虛擬情境中同樣完成這一設定，通過跟蹤系統對使用者的身體四肢等位置進行實時的監測，然后通過數據轉換記錄下相關的信息，最后將信息輸出到控制及管理系統中。

(二)相關的壓力反饋系統

為了發揮出虛擬現實技術中的沉浸特點，讓使用者可以沉浸其中，就需要讓使用者可以對虛擬情境中的事物進行控制與交互。在使用者進行相關控制后，虛擬場景可以通過反作用力反饋給使用者，這樣就使得整個虛擬仿真情境帶給使用者更真實的感受。比如力學反饋手套，這種手套中安有幾十個壓敏元器件，可以讓使用者在戴上后隨著手部的動作可以感受到真實的阻力，在配合上虛擬仿真情境，可以給使用者帶來更真實的反饋力。

(三)圖像顯示和音頻系統

在整個仿真系統中離不開顯示系統，顯示系統可以將經過轉變的圖形以圖像的方式立體的顯示在使用者的眼前。其中利用計算機圖像的生成功能將圖像轉變成更加真實的畫面，以便可以實時的生成三維立體場景和圖像，同時這種三維圖像經過人類雙眼的特殊感知能力變成更加立體更加真實的樣子。同時聲音系統可以提供立體的聲源，讓使用者產生空間感，可以使體育健美操仿真系統更加真實化[2]。

三、健美操仿真系統的有效結構設計

在虛擬現實技術的基礎上，對健美操仿真系統進行設計時，需要具有隊形或者是圖案的設計系統，這個系統主要針對的是健美操訓練環節的設計上所需要的各種隊形以及健美操相關的圖案。并且，在其中還需要具有動作生成系統，對健美操運動中的相關數據進行采集然后排出一系列具體的健美操動作。然后通過對相關數據的采集，對仿真環境中的健美操人員的位置進行具體定位，然后根據相關健美操的整體動作等，對隊形以及圖案的運動路徑進行具體規劃，從而對健美操隊形以及圖案的變化進行有效的控制。

四、健美操仿真系統應用的有利之處

在目前的健美操訓練中所使用依然是二維的虛擬畫面形式，沒有真實的體驗感，所以運動員在訓練時的成效和積極性都不算太高。而在VR技術的基礎上對健美操仿真系統進行設計，并不斷地進行改進以完善，使用高新的動作追蹤技術和設備，對健美操人員的運動進行數據采集，加強對相關數據的分析，讓健美操仿真系統更加的完善，利用這些數據，可以更好的進行健美操仿真模擬，增強虛擬現實技術的沉浸特點，從而讓使用者的感受更加的真實[3]。

五、結束語

總之，VR技術體育健美操仿真系統的設計，可以讓健美操人員在仿真的虛擬情境中進行訓練，同時通過相關的硬件設備進行輔助，實現健美操運動人員與仿真環境進行交互，大大提高了訓練效率。因此在實際應用中，健美操仿真系統的設計擁有非常大的潛在能力。