虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在足球訓(xùn)練中的應(yīng)用

伊生寶

（昌吉學(xué)院 新疆 昌吉 831100）

前言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新型的現(xiàn)代科技技術(shù)，它具有著諸多的特點(diǎn)，在很多行業(yè)都得到了運(yùn)用，而其對(duì)足球訓(xùn)練活動(dòng)的開(kāi)展也提供了良好的技術(shù)支持。此技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練場(chǎng)景和要求的模擬，為運(yùn)動(dòng)員提供一種仿真性的訓(xùn)練條件，從而提高他們訓(xùn)練的效果。此技術(shù)在足球訓(xùn)練中具有著重要的應(yīng)用價(jià)值，受到了足球訓(xùn)練廣泛關(guān)注與運(yùn)用，而它如何在足球訓(xùn)練中應(yīng)用，就是文章主要研究的內(nèi)容。

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)其實(shí)就是人們常說(shuō)的VR技術(shù)。對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，它是多媒體的技術(shù)終極應(yīng)用和表現(xiàn)的形式，是由計(jì)算機(jī)的軟硬件、傳感、機(jī)器人、行為的心理學(xué)和人工智能等領(lǐng)域發(fā)展逐漸產(chǎn)生的產(chǎn)物。在虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)中，主要借助現(xiàn)實(shí)生活存在的數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)的技術(shù)來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)電子的信號(hào)，把其和各種輸出的設(shè)備結(jié)合后，將信號(hào)轉(zhuǎn)變成讓人們可以感受和體驗(yàn)到的一種現(xiàn)象，此種現(xiàn)象一般是現(xiàn)實(shí)中存在的真實(shí)物體，同樣也可能是人們?nèi)庋鄄荒芸吹降奈矬w，以三維模型實(shí)現(xiàn)效果的表現(xiàn)。由于此類現(xiàn)象并非我們能夠觸碰和接觸的實(shí)物，是使用計(jì)算機(jī)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬呈現(xiàn)的效果，因此，被稱作“虛擬現(xiàn)實(shí)”。在虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)不斷發(fā)展中，此技術(shù)逐漸成熟且得到各領(lǐng)域應(yīng)用與研究，帶動(dòng)了人類生活的變革與發(fā)展。人們使用數(shù)據(jù)手套、立體眼鏡等一些傳感的設(shè)備，就能夠體驗(yàn)到三維模擬的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，置身在三維化視覺(jué)、觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，甚至涉及到嗅覺(jué)的世界中，且人和此環(huán)境能夠借助人的技能以及相應(yīng)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息的交互效果。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在足球訓(xùn)練中的應(yīng)用價(jià)值

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有著顯著的特點(diǎn)，它為足球訓(xùn)練提供了良好的技術(shù)載體，對(duì)足球訓(xùn)練活動(dòng)的開(kāi)展具有重要的價(jià)值。首先，把此技術(shù)在足球訓(xùn)練中進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效提升學(xué)生足球訓(xùn)練的積極性。傳統(tǒng)足球訓(xùn)練需要學(xué)生反復(fù)進(jìn)行動(dòng)作技巧的訓(xùn)練，訓(xùn)練過(guò)程較為單一和枯燥，而借助虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供一種虛擬的場(chǎng)景，讓學(xué)生能夠體驗(yàn)到更多不同的訓(xùn)練情境，這樣就能夠提高他們訓(xùn)練的積極性，且學(xué)生面對(duì)此技術(shù)具有很好的新鮮感和體驗(yàn)心，這能夠促進(jìn)他們興趣的激發(fā)，促進(jìn)他們更好參與和投入到足球訓(xùn)練活動(dòng)中；其次，此技術(shù)的使用能夠以三維化圖像庫(kù)實(shí)現(xiàn)仿真的訓(xùn)練場(chǎng)地構(gòu)建，為運(yùn)動(dòng)員搭建出一個(gè)真實(shí)性的訓(xùn)練情境，對(duì)臨場(chǎng)環(huán)境真實(shí)度實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)，在多重影像和數(shù)據(jù)等方面營(yíng)造出三維化的真實(shí)效果，在此環(huán)境中受訓(xùn)者能夠通過(guò)訓(xùn)練對(duì)很多比賽中的情況以及突發(fā)事件預(yù)先感知，從而在現(xiàn)實(shí)的比賽時(shí)能夠有效降低摩擦以及受傷的概率。再次，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)的技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了綜合運(yùn)用，它具有信息采集、分析和反饋的功能，借助計(jì)算機(jī)能夠?qū)W(xué)生的訓(xùn)練信息、考核信息等綜合分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)他們訓(xùn)練過(guò)程和訓(xùn)練結(jié)果的客觀與準(zhǔn)確掌握，促進(jìn)訓(xùn)練活動(dòng)更好開(kāi)展。

3、足球訓(xùn)練中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的形式

在足球的訓(xùn)練中，此技術(shù)的應(yīng)用具有著顯著的效果，而在虛擬現(xiàn)實(shí)的效果實(shí)現(xiàn)中，技術(shù)建模設(shè)計(jì)是最基礎(chǔ)的部分。在此技術(shù)建模設(shè)計(jì)中，在建模軟件使用中選擇3D建模的軟件，如CAD、MAX或者poser 8.0等，這些軟件在對(duì)人體的建模中都普遍使用，其中poser 8.0在人體的建模中最適用。實(shí)現(xiàn)交互的工具選擇EON studio軟件，此虛擬建模的軟件在運(yùn)行中，環(huán)境支持windows7和windows xp等。在poser 8.0建模軟件的使用中，其對(duì)別的軟件在操作方面更加靈活、便捷，且界面十分簡(jiǎn)單，操作中僅僅需要三個(gè)步驟就可以分成，分別是對(duì)人體模型的選擇、對(duì)人虛擬的體態(tài)實(shí)施核定、對(duì)虛擬人姿勢(shì)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的操作步驟對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)間實(shí)現(xiàn)節(jié)約，促進(jìn)設(shè)計(jì)效率的提升。因?yàn)樵谌说倪\(yùn)動(dòng)期間，人體骨骼主要發(fā)揮著功能性作用，所以在軟件的使用中，要注重對(duì)骨骼的控制，對(duì)模擬人骨骼的活動(dòng)情況充分考慮，確保虛擬人運(yùn)動(dòng)的姿勢(shì)具有良好靈活性。在使用poser 8.0進(jìn)行建模時(shí)，可以是使用針對(duì)骨骼專門(mén)設(shè)置的系統(tǒng)，其對(duì)人體的建模具有很好的直觀性和層次性，同時(shí)結(jié)合3ds、MAX等軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)真實(shí)和復(fù)雜性操作的完成。

足球訓(xùn)練中，對(duì)虛擬建模相關(guān)技術(shù)的使用中，主要涉及到運(yùn)動(dòng)人體的建模、人機(jī)交互和虛擬場(chǎng)景的建模等技術(shù)。其中人體建模的技術(shù)主要是對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，在三維化人體模型的建立中，主要使用人體模型分層法實(shí)現(xiàn)建設(shè)的目的。在分層法中，主要將人體進(jìn)行三個(gè)結(jié)構(gòu)的劃分，即骨骼、肌肉和皮膚，再對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型建立來(lái)達(dá)到對(duì)人的運(yùn)動(dòng)仿真的效果，對(duì)仿真人運(yùn)動(dòng)的姿勢(shì)更好實(shí)現(xiàn)控制。在虛擬的足球場(chǎng)建模中，需要涉及到很多內(nèi)容，如實(shí)物、燈光場(chǎng)地的變化和虛擬人等構(gòu)件，其中又包括足球、場(chǎng)地和場(chǎng)地的設(shè)施等設(shè)計(jì)，且還要對(duì)虛擬人不同的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)設(shè)計(jì)。在人機(jī)交互構(gòu)建中，主要是指運(yùn)動(dòng)員借助三維交互設(shè)備來(lái)對(duì)虛擬設(shè)備實(shí)施操作指令下達(dá)，且虛擬裝備會(huì)對(duì)指令的進(jìn)行相應(yīng)反應(yīng)的作出，而用戶能夠使用此技術(shù)和系統(tǒng)在交流中，借助模擬環(huán)境實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練同步的反饋效果。

4、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在足球訓(xùn)練中的實(shí)踐應(yīng)用策略

4.1、足球特訓(xùn)

在足球訓(xùn)練中，不同的運(yùn)動(dòng)員具有不同的身體素質(zhì)，在運(yùn)動(dòng)中他們的表現(xiàn)和身體狀態(tài)也存在差異，為了促進(jìn)他們綜合素質(zhì)的提升，就需要對(duì)他們采取特訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)他們能力的針對(duì)性提升。在虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)中，使用三維化圖形的可視系統(tǒng)、交互式的合成器、圖形的工作站以及頭盔的顯示器等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)內(nèi)風(fēng)向、溫度、風(fēng)力的大小設(shè)濕度等環(huán)境條件的統(tǒng)一呈現(xiàn)，對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練中就能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員實(shí)際運(yùn)動(dòng)中的身體狀況實(shí)施檢測(cè)與分析，為他們進(jìn)行訓(xùn)練方案的針對(duì)性設(shè)定。如借助系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的生理生化方面實(shí)現(xiàn)感應(yīng)和測(cè)試，對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中身體狀態(tài)實(shí)施分析，掌握其超強(qiáng)度和超負(fù)荷極限，針對(duì)運(yùn)動(dòng)員及時(shí)提出訓(xùn)練的建議，對(duì)他們的訓(xùn)練內(nèi)容和訓(xùn)練時(shí)間進(jìn)行合理安排，防止出現(xiàn)身體的損傷情況。

此技術(shù)在足球訓(xùn)練中的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn)的控制，還能夠通過(guò)特訓(xùn)對(duì)他們的潛能實(shí)現(xiàn)激發(fā)。通過(guò)此技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體狀態(tài)和能力實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與分析，按照此系統(tǒng)所得到的數(shù)據(jù)能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員優(yōu)點(diǎn)和不足實(shí)現(xiàn)明確認(rèn)識(shí)，后對(duì)其弱項(xiàng)開(kāi)展針對(duì)性的訓(xùn)練活動(dòng)；且此技術(shù)還能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)施的的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和分析，對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)能夠幫助調(diào)整，促進(jìn)他們保持規(guī)范的訓(xùn)練和良好的比賽狀態(tài)。

4.2、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練

在足球運(yùn)動(dòng)中，需要團(tuán)體的配合來(lái)完成比賽，在比賽期間需要各個(gè)隊(duì)員對(duì)自身作用充分發(fā)揮，才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的比賽效果。在一個(gè)足球團(tuán)隊(duì)中，需要不同運(yùn)動(dòng)員擔(dān)任自身職責(zé)，控球、跑位、搶球、防守等，這些都是戰(zhàn)術(shù)中的一部分，為了實(shí)現(xiàn)良好戰(zhàn)術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)就發(fā)揮重要的作用。借助此技術(shù)能夠使用三維眼鏡和數(shù)據(jù)手套實(shí)現(xiàn)模擬訓(xùn)練，來(lái)對(duì)合理戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行尋找和演練。在模擬的場(chǎng)景中，運(yùn)動(dòng)員可以不斷加強(qiáng)和隊(duì)友的溝通與了解，掌握和認(rèn)識(shí)到自己最舒服以及隊(duì)友最擅長(zhǎng)的位置，從而對(duì)戰(zhàn)術(shù)不斷優(yōu)化和調(diào)整，找到最佳的訓(xùn)練戰(zhàn)術(shù)與方案。在完成訓(xùn)練戰(zhàn)術(shù)的優(yōu)化后，就可以對(duì)戰(zhàn)術(shù)的執(zhí)行進(jìn)行模擬訓(xùn)練，來(lái)促進(jìn)隊(duì)員間配合度的提升，強(qiáng)化戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用和執(zhí)行的效果。另外，在訓(xùn)練還可以借助此技術(shù)實(shí)現(xiàn)針對(duì)性戰(zhàn)術(shù)的訓(xùn)練，對(duì)此系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行足球比賽中不同陣型數(shù)據(jù)輸入，進(jìn)而就可以針對(duì)對(duì)手所用戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行自身戰(zhàn)術(shù)的分析與訓(xùn)練，從而打造出一套具有針對(duì)性的比賽戰(zhàn)術(shù)方案，后通過(guò)不斷配合訓(xùn)練來(lái)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)效果的發(fā)揮，這對(duì)比賽效果的提升具有很大的幫助。

4.3、訓(xùn)練回放和訓(xùn)練分析

在足球訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員接受和掌握知識(shí)與技能的能力存在不同，有些運(yùn)動(dòng)員需要反復(fù)不斷訓(xùn)練才能夠?qū)崿F(xiàn)掌握，在傳統(tǒng)訓(xùn)練中往往需要對(duì)相應(yīng)知識(shí)與技能反復(fù)解讀和研究，但往往想要重新對(duì)知識(shí)與技能認(rèn)識(shí)，是不可能讓教練員反復(fù)進(jìn)行示范的。而借助虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)就為運(yùn)動(dòng)員提供了訓(xùn)練回放的功能，他們能夠?qū)τ?xùn)練的內(nèi)容隨時(shí)觀看，便于對(duì)沒(méi)有掌握的部分深入研究，從而促進(jìn)訓(xùn)練的掌握。在足球訓(xùn)練中，為了確保運(yùn)動(dòng)員具有良好的訓(xùn)練效果，需要對(duì)他們的訓(xùn)練情況進(jìn)行分析，借助虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)能夠?qū)W(xué)生運(yùn)動(dòng)的情況實(shí)現(xiàn)量化分析，還能夠通過(guò)圖譜把運(yùn)動(dòng)的效果，如運(yùn)動(dòng)員實(shí)際的速度和位置的移動(dòng)等全面表現(xiàn)，再對(duì)他們運(yùn)動(dòng)的效果實(shí)施綜合分析，就能夠系統(tǒng)性對(duì)訓(xùn)練的狀況了解，便于他們實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練調(diào)整，促進(jìn)訓(xùn)練目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在足球的訓(xùn)練中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有著重要的應(yīng)用價(jià)值，它對(duì)足球訓(xùn)練提供了現(xiàn)代化的技術(shù)載體，對(duì)提升訓(xùn)練效果和訓(xùn)練水平有著巨大的幫助作用，為了充分發(fā)揮此技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在足球訓(xùn)練中要積極進(jìn)行此技術(shù)訓(xùn)練方案的探索，并對(duì)此技術(shù)形式不斷創(chuàng)新與研究，從而更好服務(wù)于足球訓(xùn)練中。