虛擬現實技術及其在運動心理學中的應用

◇西安體育學院 周穎乾

虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）一經問世，便得到了大量關注，近年來被廣泛的應用于心理學的研究中。與傳統運動心理學研究方法相比，虛擬現實技術的多感知性、沉浸性、交互性和想象性的特點，通過設計情節和情境，真實的模擬運動環境，從而改變單調、乏味的運動環境以得到更好、更逼真的感覺，提高人們對于體育運動的興趣。本文旨在對虛擬現實技術的原理、特點以及對虛擬現實技術在運動心理學中的應用進行綜述，總結虛擬現實技術在運動中應用的優缺點，并指出使用這一方法時需要注意的問題，探討虛擬現實技術在運動心理學上的應用，為運動心理學的研究增加新內容。

1 虛擬現實技術簡介

虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）是集仿真技術、多媒體技術、傳感技術以及網絡等多種技術于一體的新型技術。隨著計算機硬件的不斷強大、軟件編程技術的不斷發展，虛擬現實技術逐漸應用于醫療、運動、教育教學、心理治療等領域。其具有多感知性，沉浸性，交互性和想象性特點。多感知性指除了計算機圖像技術模擬出的視覺感受，在參與模擬環境中的世界時，用戶還可以獲得聽覺、觸覺、嗅覺等感受，達到身臨其境的效果；沉浸性指虛擬現實技術所模擬出來的世界，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境干擾，沉浸于虛擬環境之中；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、操控桿等交互設備，對虛擬世界進行操控、移動，并得到虛擬世界的反饋，人體行為動作經過數字化處理運動數據，實時反饋給用戶，使得虛擬環境與用戶進行身體和聲音的交互；想象性指用戶與設計者可以按照自己的邏輯和想象力構建場景，場景既可以重現現實，也可以構想世界。在場景中，用戶可以擺脫現實的束縛，根據個人想象和判斷做出行為。虛擬現實的這些特點可以為學生提供趣味的教學環境，為患者提供多樣的治療手段，為體育鍛煉提供新的運動方法，已經在很多方面滲入人們的日常生活[2]。

2 虛擬現實技術在運動中的應用現狀

2.1 虛擬現實技術用于運動體驗

通過模擬戶外環境，可以讓用戶感覺自己處于真實的運動環境中，足不出戶體驗運動。例如“冰雪奇緣”模擬滑雪設備依據冬奧會真實的滑雪賽道，模擬真實滑雪的動作[3]，讓體驗者通過模擬滑雪，宛如踏上了崇禮的奧運賽場。這種體驗對于培養體育興趣有很大幫助，并且相比較真實的滑雪場景，虛擬現實模擬出的場景具有更高的安全性。

2.2 虛擬現實技術用于運動訓練

虛擬現實技術在運動訓練領域當中的實驗研究和應用大多數為個人項目，比如自行車騎行、跑步等，個別實驗針對的運動項目是集體項目，比如棒球、籃球等[4]。運動員使用虛擬現實技術在這些運動項目中，可以獲得個性化的訓練方案，比如對于天氣的掌控、賽事的把握以及可能出現的突發情況的模擬等。可以使運動員學習戰術知識，冷靜沉著應對比賽。也可以對同一個場景進行多次模擬，使運動員重復體驗同一場景獲得適應性。在實際體驗過程中，還可以給與運動員及時的反饋信息，全面的進行運動訓練。

2.3 虛擬現實技術用于喚醒運動情緒

虛擬的積極和消極環境均能有效誘發相應的積極或消極情緒，虛擬現實可以用于心理學研究中的情緒誘發[5]。情緒可以引起生理、心理及運動行為的變化，并且在競賽中表現非常明顯[6]。保持一個積極情緒和情緒感知是運動員取得優異運動成績的一個不可或缺的條件[7]。使用虛擬現實技術可以使用戶在運動前達到一個良好得情緒喚醒狀態，有利于后續的運動學習或鍛煉行為發生。

2.4 虛擬現實技術用于康復訓練

虛擬現實技術可以提供精確的測評、輔助、監控、訓練等技術從而充分保證運動康復訓練的有效性[8]。虛擬現實技術的作用機制主要建立在神經可塑性的理論上，強調動作的可重復性以及信息的積極反饋[9]。使用人機互動程序，患者在虛擬環境下，使身體和虛擬目標關聯運動進行康復訓練，訓練效果和評分在訓練結束后及時反饋，有助于智能訓練，使得訓練效果更好，也為康復訓練提供了新途徑[10]。

3 使用虛擬現實技術運動的優缺點

3.1 優點

（1）反饋及時且不限場地。虛擬現實運動對于場地要求不高，可在室內進行，用戶也可以獨自鍛煉，運動時的動作和形態等也可以及時的通過穿戴設備反饋給用戶，用戶根據反饋可調整自己的動作，有利于保持良好運動姿態。

（2）個性化的運動體驗。虛擬現實技術可以根據用戶個人意愿模擬運動場景，如：下雪天、雨天、比賽或自己鍛煉。個性化的設置可以使用戶沉浸運動過程中，獲得運動興趣。

（3）鍛煉可重復體驗。如很難多次在現實生活中實現的場景可以通過虛擬現實技術模擬出來，用戶可以隨時隨地體驗這些場景。也可以對同一種動作重復模擬多次，達到最佳鍛煉水平。

（4）使用人群范圍廣。無論是成年人、學生還是老人，健康情況如何，都可以使用虛擬現實技術進行鍛煉。

3.2 缺點

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

（2）對數據處理技術要求較高。因為虛擬現實設備需要同用戶進行交互，動作模擬和場景構建都需要大量處理數據并且及時反饋給用戶，那么數據的及時處理便對技術開發人員提出了較高的要求。

（3）衛生問題。由于設備較昂貴，現如今很多虛擬現實技術的體驗都是商業化的，如果沒有對設備進行及時消毒，可能會出現傳染病或者衛生問題，不利于用戶身體健康。

虛擬現實技術其特點可以使用戶體驗到不一樣的運動鍛煉，引發用戶對于鍛煉的興趣，并且在運動訓練或心理訓練等其他領域的前景也非常可觀，我們可以通過開發更多的用途、更標準、安全的使用，促進全民鍛煉。

4 結語

現有研究表明，體育運動對于失眠，甚至對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，體育運動與焦慮程度都呈明顯負相關關系，經常進行鍛煉的人焦慮水平更低；大量的橫斷研究表明，體育運動對于不同年齡人群的抑郁改善都有積極性作用。但由于個人性別、疾病情況、體質狀況、成長環境等因素差異，使用相同的運動方法、同樣的運動強度和運動時間運動可能并不適合每個人。虛擬現實技術可以提供一種途徑，根據個人特點設置個性化的運動方案并提高體育運動參與感，改善失眠、抑郁、焦慮等負性心理現象。