虛擬現(xiàn)實技術在大學教育中的應用研究

摘 要：隨著科學技術的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術在我們的生活中得到了廣泛的應用，尤其是在體育教學中。文章著重研究了虛擬現(xiàn)實技術在體育教學和訓練中的應用，以期為虛擬現(xiàn)實技術的實際應用提供一定理論基礎。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；體育教學；體育訓練；應用方法

我們所說的虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Reality，VR）是一種由計算機生成的模擬環(huán)境，這項技術需要各種傳感設備來實現(xiàn)。這項技術最早是由美國人在80年代提出的，一直到了90年代才有較為快速的發(fā)展。可以這樣說，這項技術的出現(xiàn)標志著全球的信息科學技術又上了一個新的臺階，包含計算機圖形學、智能技術、傳感技術和語音處理技術等多項技術，這項技術想要實現(xiàn)的是表現(xiàn)多方面多形式的多維信息，將視覺和聽覺很好地融合，給人們帶來一種不一樣的體驗。目前虛擬現(xiàn)實技術在我國的應用十分廣泛，比如航天航空、醫(yī)學實習、建筑和軍事設計、體育教學等，這項技術在這些領域的成功應用，標志著我國計算機事業(yè)的發(fā)展之快。而且虛擬現(xiàn)實技術在教育事業(yè)中的應用，給教育事業(yè)的發(fā)展也帶來了比較深遠的影響，它可以非常生動地表現(xiàn)教學的內(nèi)容，這樣的課堂教學氛圍，不僅能夠提高學生們的學習興趣，還能提高課堂教學質(zhì)量。

1 虛擬現(xiàn)實技術特征及其類型

1.1 虛擬現(xiàn)實技術特征

1.1.1 沉浸型

虛擬現(xiàn)實技術給人們帶來的是一種身臨其境的體驗，當人們所處的方位和位置發(fā)生變化時，人們所看到的圖像也是在不斷變化的，這是因為虛擬現(xiàn)實技術結(jié)合人們視覺和聽覺的特點，利用計算機技術呈現(xiàn)出三維立體圖像，再通過一些自然交互設備就可以正常運行了，其主要目的是給人們帶來一種身臨其境的感覺。

1.1.2 交互型

虛擬現(xiàn)實技術所實現(xiàn)的交互是一種非常自然的交互，只需要通過一些自然設備即可完成，目前我們常見的交互設備有VR眼鏡、電腦、頭盔和數(shù)據(jù)手套等，而且還可以根據(jù)使用者的需求不同，呈現(xiàn)不同的圖像和用戶體驗。

1.1.3 多感知型

由于虛擬現(xiàn)實技術是根據(jù)人們的視覺、聽覺和觸覺等實現(xiàn)的一種計算機模擬技術，所以人們在體驗這項技術時，也可以很好地感知這些方面，帶來的是一種更高一級的體驗，而且這種感覺還是無法描述的感覺。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術的類型

1.2.1 沉浸型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

這個系統(tǒng)是一個比較復雜的系統(tǒng)，使用者在體驗的過程中必須佩帶相應的設備，比如數(shù)據(jù)手套和頭盔等，只有這樣才能很好地實現(xiàn)與虛擬世界的交互，因為這個系統(tǒng)的隔離效果超強，所以用戶在體驗的過程中，可以更加全身心地投入到其中去。但是唯一美中不足的就是這個系統(tǒng)使用成本較高，而且所使用的設備價格昂貴，不適合我國廣大人民的消費水平。

1.2.2 簡易型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

這個系統(tǒng)相對于沉浸型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就比較簡單了，只要一臺計算機就可以很好地完成與虛擬世界的交互。例如在旅游業(yè)的市場營銷中，目前在網(wǎng)上出現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實旅游，讓使用者置身于一個由計算機模擬出來的世界中。這個世界既可以是現(xiàn)實世界（如三峽、九寨溝）的模擬，也可以是一個完全虛構(gòu)的世界（如太空、外星球等），使用者在其中可以看、可以聽、可以嗅，還可以有觸覺上的感受。這種虛擬現(xiàn)實的旅游體驗，可能會有兩種發(fā)展方向：（1）給旅游者以全面的旅游體驗，使之真正成為一種全新的旅游方式；（2）作為現(xiàn)實中的旅游地在網(wǎng)絡中的產(chǎn)品，讓旅游者在實地旅游之前可以先對準備購買的旅游產(chǎn)品有一定的了解。這種形式的廣告，效果無疑會比圖片之類的廣告更吸引人。

1.2.3 共享型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

從今年開始共享這個概念就一直存在于我們的生活之中，例如共享小黃車、摩拜單車和共享雨傘的出現(xiàn)，這都很好地體現(xiàn)了共享這個概念，同樣，虛擬現(xiàn)實技術也在很好地詮釋共享這個概念，所以另一系統(tǒng)就是共享型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的實現(xiàn)主要靠遠程網(wǎng)絡，將不同區(qū)域、不同種族的用戶聯(lián)系起來，實現(xiàn)了多空間和多用戶的共享，而且這個系統(tǒng)還可以通過單個網(wǎng)絡對同一個虛擬實際進行觀察和操作，以此達到共同工作的目的，讓我們也能夠體驗到虛擬世界帶給我們的樂趣。

2 虛擬現(xiàn)代技術在體育教學中的作用

虛擬現(xiàn)代技術應用到我國的教育領域是一項重大的發(fā)展，同時應用到體育教學中也是一個較大跨度的飛躍。虛擬現(xiàn)代技術可以使人們感受到身臨其境，參與者和虛擬環(huán)境之間是不可分的，可以互相作用、互相影響。參與者和虛擬環(huán)境都是這一個整體的主要組成部分。與之前的教學模式相比有了很大的改進和完善，虛擬現(xiàn)代技術在如今的教學中可以說是一項新型的教學方式，同時也有著自身在體育教學的作用，符合現(xiàn)代社會發(fā)展的潮流。

2.1 避免體育教學中對學生自身帶來的傷害

現(xiàn)代的體育教學中很受學生歡迎的項目有拳擊、跆拳道等，這些都是一些有一定對抗性的體育項目。在教學中很難避免會給學生帶來意外傷害，因為危險系數(shù)很高，所以有些學校干脆直接不開設這些對抗性的課程。利用虛擬現(xiàn)代技術進行體育項目的虛擬練習，可以直接避免會給學生造成意外傷的顧慮。在學校設定好的虛擬環(huán)境中可以讓學生大膽地去和虛擬環(huán)境所設計的對手進行對抗性的搏斗練習，同時卻不用擔心受傷的問題。除此之外，虛擬環(huán)境還可以對學生的動作進行客觀智能的評價，快速地指出學生的不足，提高學生的訓練效率。

2.2 彌補教學設施建設的不足

在學校開設的體育課類型往往要受到學校設施、建設場地的限制，因此將會刪減大部分經(jīng)費過高、設施較高端的體育課，這也就使得好多學生喜歡的體育課無法開課，比如射擊、賽車、野外生存等項目。但是在體育課中應用虛擬現(xiàn)代技術就會有很大的改善，甚至可以直接彌補這其中的不足，學生在虛擬的環(huán)境中練習，不用受到學校場地設施的約束，并且可以在虛擬的環(huán)境中感受到和真實環(huán)境的感受。在虛擬現(xiàn)代技術的應用中，運用了計算機的智能化特點，實現(xiàn)的虛擬技術的人機交換，也使得體育教學有了一定的特殊性和個性化。

2.3 徹底打破時間空間的限制

在虛擬化現(xiàn)代技術的應用中，看不到、摸不到的物體甚至沒有感受過的危險場所等，都能在虛擬環(huán)境中體現(xiàn)出來，又或者這個自然界根本不存在的事物，也可以根據(jù)它固有的特性在虛擬的環(huán)境中生成，這些的出現(xiàn)已經(jīng)徹底地打破時間和空間的約束和限制。例如在足球射門的教學過程中，傳統(tǒng)的教學模式可能會應用多媒體技術來展現(xiàn)射門的動作，一般也就通過幾個動作的慢鏡頭來完成射門的全過程，而射門的動作也都是經(jīng)過慢鏡頭剪輯出來的。但是應用到虛擬設備就會有很大的不同了，從上到下、從左到右、從前到后，可以從每一個你想看到的任何角度來看射門的全過程，可以生動地展現(xiàn)射門過程的技巧，提高學生訓練技巧的效率。

3 虛擬現(xiàn)實技術在體育教學中的應用

虛擬現(xiàn)實技術是在體育教學中充分應用的一項技術，虛擬技術在體育教學發(fā)展中使教學技術不斷地更新生成不同的設備，使學生可以在虛擬的環(huán)境中全身心投入進去，對學生的技能訓練有很大的幫助。以下是虛擬現(xiàn)實技術在體育教學中的幾個應用舉例。

3.1 技能訓練

利用虛擬現(xiàn)實技術可以將學生的技能訓練有效地提高，比如在乒乓球訓練的時候，可以通過虛擬現(xiàn)實技術和不同水平、不同技術手法的對手進行對打，來提高自己的技術能力，現(xiàn)實中是不能將這么多手法的人集合在一起的。虛擬現(xiàn)實技術可以在體育教學中讓學生扮演不同的角色，開展針對性的訓練，為學生能力的提高起到了推進作用。

3.2 知識學習

可以通過對虛擬現(xiàn)實技術在體育教學中的應用來讓學生感到新奇，在現(xiàn)實生活中無法觀察的生活狀況以及事物變化的過程，都可以通過這個技術向?qū)W生表達出逼真的效果。另外還可以讓抽象的理論概念變得更加直觀形象，學生可以通過這種實時的教學方式，最大限度地開發(fā)自己的能力，提高體育教學中的教學質(zhì)量。

3.3 體育遠程網(wǎng)絡教學

隨著信息技術的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡的成熟，在網(wǎng)絡環(huán)境良好的情況下，將虛擬現(xiàn)實技術與體育的遠程網(wǎng)絡教學相互結(jié)合，將會成為一種革新?lián)Q代的教學方式，可以對網(wǎng)絡體育教學資源進行開發(fā)，將遠程的體育教學作為教育界的重點來推進。并且隨著時代的發(fā)展，這種網(wǎng)絡授課的方式已經(jīng)逐漸被各地的高校所采納，人們對虛擬現(xiàn)實技術的要求不斷地增高，虛擬現(xiàn)實技術也在不斷地完善，所以開發(fā)一種虛擬現(xiàn)實技術的遠程體育教學軟件，具有很好的發(fā)展前景。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術在體育教學中的應用對體育教學的水平和發(fā)展都具有重要的意義。雖然現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術在體育教學中的應用并不是很廣泛，但是已經(jīng)成為一種趨勢，未來的體育教育將會和虛擬技術相互結(jié)合，作為一種新型的教學方式，用自己的強大功能在體育教學中發(fā)揮出優(yōu)勢。

作者簡介：劉會玲（1974— ），女，河南許昌，碩士，副教授；研究方向：體育教育訓練。

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Abstract： With the rapid development of science and technology， virtual reality technology in our life has been widely used， especially in the physical education. This paper focuses on the application of virtual reality technology in physical education teaching and training， so as to provide a theoretical basis for the practical application of virtual reality technology.

Key words： virtual reality technology； physical education； physical training； application method