虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高等學校射擊訓練中應(yīng)用的探討

◇溫州體育運動學校 楊靜

在高等學校教育體系中，射擊訓練一直是管理部門嚴格把控的運動項目之一。很多高校禁止軍訓之外的射擊訓練，很多大學生不了解射擊訓練的重要性，也不太注重安全防護意識，很容易造成人身安全事故。結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將現(xiàn)實中危險性較高的射擊訓練內(nèi)容降低很大風險，只需要設(shè)計實現(xiàn)相關(guān)VR交互產(chǎn)品，即可實現(xiàn)沉浸式、增強現(xiàn)實、分布式、桌面型的虛擬現(xiàn)實射擊訓練目標。

在高等學校中，射擊主要指槍械以及弓箭等方式，由于安全限制和場地保護目標，大多數(shù)學校并不具備野外射擊靶場，也沒有充足的射擊訓練硬件條件。很多高校無法將射擊訓練內(nèi)容與教學相結(jié)合，感興趣的學生只能通過付費去其他射擊訓練場所感受射擊訓練的魅力。從素質(zhì)教育的角度講，射擊訓練有利于提高射擊操作嚴謹性，提升射擊動作的規(guī)范性，提高注意力等不同能力維度。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)時代中應(yīng)用非常廣泛的信息技術(shù)之一，能夠?qū)⒂嬎銠C數(shù)據(jù)參數(shù)化模型建立的三維空間與現(xiàn)實環(huán)境相隔離，充分調(diào)動人類的多重感官能力，在虛擬環(huán)境中完成行為交互。在教育行業(yè)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)被稱為實用性最強的計算機技術(shù)之一，VR設(shè)備的不斷研發(fā)創(chuàng)新與投入，讓更多學生了解和認知虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用方式[1]。計算機圖形學、人工智能、計算機網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多媒體技術(shù)的有機結(jié)合，虛擬現(xiàn)實設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互功能，將人類所知所感的內(nèi)容體現(xiàn)在虛擬環(huán)境中，將目標物進行數(shù)據(jù)參數(shù)模型的建立。通過使用虛擬現(xiàn)實設(shè)備，可以實現(xiàn)風險較高的人工操作內(nèi)容，還能夠多次試錯，充分利用計算機原理中的重置清零性能，降低設(shè)備使用成本[2]，提升利用率和沉浸式感受。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高等學校射擊訓練中的應(yīng)用路徑

（一）桌面型虛擬現(xiàn)實射擊訓練。

很多計算機都能夠?qū)崿F(xiàn)桌面型虛擬現(xiàn)實的射擊訓練操作，原因在于產(chǎn)品交互難度不大，可以通過鼠標和鍵盤輸入方式控制射擊訓練動作的標準性和規(guī)范性。桌面型軟件的后期維護成本較低，安裝較容易，但是用戶體驗感并不強，不具備沉浸式和交互優(yōu)勢[3]。運動員和普通用戶都可以充分利用此類型軟件進行射擊訓練，可以自由選擇射擊場所、訓練目標更換、射擊方向的控制等。但是由于桌面型射擊訓練軟件與實景沉浸式體驗方式不同，在執(zhí)行觀察場景時，無法做到完美操控射擊設(shè)備，對槍支和弓箭的操作體驗感不足。因此比較適用于學生等普通用戶，對于專業(yè)性較高的射擊運動員來說，性價比和體驗感相對較差。

（二）沉浸式VR射擊訓練。

沉浸式VR設(shè)備可以將產(chǎn)品用戶的感官與現(xiàn)實環(huán)境相隔離，在設(shè)備與聯(lián)網(wǎng)計算機共同建立的虛擬化三維數(shù)據(jù)空間中感受到獨特的射擊訓練體驗。根據(jù)使用次數(shù)和時長，用戶在登錄系統(tǒng)后可以自行選擇射擊工具，選擇目標訓練場景，在沉浸式體驗過程中，感受到射擊的生動體驗感覺。真實環(huán)境下的射擊訓練操作對運動員的要求較多，需要將動作標準化規(guī)范化，但是在VR設(shè)備構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，可以隨意發(fā)揮，使用正確的射擊姿勢和手法都會收獲加分獎勵，激勵用戶規(guī)范射擊姿勢和槍械弓箭的使用方法等。沉浸式VR射擊訓練不僅可以節(jié)約空間，還可以協(xié)助用戶或者運動員發(fā)現(xiàn)自身在訓練過程中容易出現(xiàn)的錯誤問題，可以采用重復操作的方式糾正發(fā)力點，將真實的射擊訓練感受轉(zhuǎn)移到虛擬環(huán)境中。

（三）增強現(xiàn)實式射擊訓練。

增強現(xiàn)實的射擊訓練產(chǎn)品玉城盡是產(chǎn)品不同，在模擬與仿真現(xiàn)實世界的同時，增強產(chǎn)品用戶對真實環(huán)境的感受。很多企業(yè)研發(fā)了增強現(xiàn)實產(chǎn)品，需要將VR技術(shù)、模式識別算法、大數(shù)據(jù)技術(shù)、物理力學原理、聲學光學等多類學科進行綜合，模擬真實世界的射擊彈道訓練和弓箭發(fā)出訓練操作細節(jié)。很多用戶在使用AR產(chǎn)品的過程中，能夠充分感受到身臨其境的射擊感覺，面對并不確定的目標靶向，監(jiān)控每次射擊訓練的準確率等多項數(shù)據(jù)，用戶可以在產(chǎn)品使用過程中學習到更多科學規(guī)范地使用動作。通過設(shè)置不同類型的語音提示，用戶或者運動員可以根據(jù)自身的喜好選擇訓練目標，達到模擬現(xiàn)實世界射擊訓練與數(shù)據(jù)標準化的和諧統(tǒng)一。

（四）分布式射擊訓練。

分布式射擊訓練產(chǎn)品，是將分布式云計算技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，將計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中建立的虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)模型進行并發(fā)處理，充分利用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、開放性、共享性，能夠?qū)a(chǎn)品用戶在體驗不同場景的射擊訓練操作內(nèi)容進行數(shù)據(jù)化表達，有利于后續(xù)競賽學習的重點改革。根據(jù)高等學校中學生分布特點，很多射擊愛好者都會采用分布式射擊訓練VR產(chǎn)品，在計算機網(wǎng)絡(luò)中你模擬射擊發(fā)射過程，感受到獨特的設(shè)計體驗。此外，分布式射擊訓練產(chǎn)品不僅成本較低，還可以根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)的獨特結(jié)構(gòu)特點，有選擇性和針對性地對用戶操作進行高效數(shù)據(jù)管理，將虛擬的射擊體驗經(jīng)歷與數(shù)據(jù)模型世界一同存儲，完善用戶的感官體驗。

三、結(jié)語

很多高校無法將射擊訓練內(nèi)容與教學相結(jié)合，感興趣的學生只能通過付費去其他射擊訓練場所感受射擊訓練的魅力。結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將現(xiàn)實中危險性較高的射擊訓練內(nèi)容降低很大風險，只需要設(shè)計實現(xiàn)相關(guān)VR交互產(chǎn)品，即可實現(xiàn)沉浸式、增強現(xiàn)實、分布式、桌面型的虛擬現(xiàn)實射擊訓練目標。虛擬現(xiàn)實設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互功能，將人類所知所感的內(nèi)容體現(xiàn)在虛擬環(huán)境中，將目標物進行數(shù)據(jù)參數(shù)模型的建立。