健身館虛擬現實跑酷系統的實現

王一涵 孫東 于承揚 張余嘉 安泓宇 彭相澍

【摘要】為增強跑酷系統的娛樂性和競爭性，提高健身效果，本文研發了虛擬現實技術跑酷系統。該系統具有運動數據的時實采集，多人跑酷競爭等功能。本文著重解決了虛擬跑酷系統下視覺和體感不一樣的問題，增強了跑酷系統的身臨其境感。

【關鍵詞】虛擬現實技術 健身系統 跑酷競賽

一、引言

隨著科學技術的進步，社會節奏不斷加快，人們物質生活的豐富影響了過去親近自然的生活方式。各種因缺少運動而產生的疾病案例日益增多，這嚴重影響著國民的身體素質以及生活質量。所以我們準備將健身與虛擬現實相融合，提高機械健身中多人交互的趣味性以及起到鍛煉身體的作用。本項目利用虛擬現實的健身館跑酷系統，為跑酷愛好者提供了良好、安全的室內跑酷環境，從而消除健身所產生的心理疲勞，使健身房從此不再枯燥無味。

二、虛擬現實技術發展趨勢

虛擬現實技術是高度集成的技術，涵蓋計算機軟硬件、傳感器技術、立體顯示技術等。虛擬現實技術的研究內容大體上可分為虛擬現實技術本身的研究和虛擬現實技術應用的研究兩大類。根據虛擬現實所傾向的特征的不同，目前虛擬現實系統主要劃分為四個層次：即桌面式、增強式、沉浸式和網絡分布式虛擬現實。虛擬現實技術的實質是構建一種能夠與之進行自由交互的“世界”，在這個“世界”中參與者可以實時地探索或移動其中的對象。沉浸式虛擬現實是最理想的追求目標，實現的主要方式主要是戴上特制的頭盔顯示器、數據手套以及身體部位跟蹤器，通過視覺、觸覺和聽覺在虛擬場景中進行體驗。

三、系統的研究目的

人們生活節奏越來越快，對物質的需求也越來越高，每天工作之余很少有時間來強身健體。并且隨著信息化技術的發展，網絡技術日益完善，虛擬現實技術也越來越普及。面對這種情況，我們設想把健身房跟虛擬現實技術相結合，營造出身臨其境之感，使健身房從此不再枯燥無味。在此基礎上，鍛煉我院有一定開發，動手能力的學生，使其參與進來，進行多門專業課程的綜合訓練和實踐活動，使得學生對所學的多門專業課程能夠綜合的應用于實踐活動中。

四、系統研究的意義及原因

1.通過本次項目開發，學生在導師的指導下，能夠自主的進行虛擬現實的前期準備、中期代碼開發以及后期的項目實施及維護等內容，從實現一個項目各個角度及各個方面進行鍛煉。

2.在開發過程中，大家逐漸掌握并運用虛擬現實開發的基本技巧。熟悉虛擬現實開發從需求分析，到整體結構設計，再到徹底實施的一系列基本流程。使學生在校期間能得到較好的鍛煉，在實踐中學習。

3.另外，從商業投資角度來看，健身館虛擬現實技術也是一個未來的發展方向，若本項目得以順利實施，將會產生較大的商業價值。可以實現個人家庭自動控制，商業辦公遠程安全操作，對社會有較大的使用價值。

五、平臺的設計與需求

1.架構設計

2.軟硬件需求

2.1、硬件：性能高效的計算機硬件，能夠熟練應用的軟件開發環境，能夠支持多臺計算機和路由器組成的局域網絡;虛擬現實眼鏡;一臺或多臺能夠連接到互聯網絡用于資料查詢的計算機以及其他各種相關技術資料的獲取方式。

2.2、軟件：

Eclipse8.0代碼開發平臺，SQLServer2005（2008）、MySQL或Oracle數據庫平臺，RationalRose或MSViso系統建模軟件工具，Photoshop、Flash、Dreamweaver網頁美化工具等軟件，Unity5.5以上版本。

六、結語

利用虛擬現實技術，實現人與人之間在虛擬世界的交流，同時還可以鍛煉身體。在多人交互的過程中，大家體驗著生活中不常見的體驗，使人們在閑暇之余可以放松身心。而且在體驗跑酷所帶來的快感的過程中，系統通過設備對身體各處進行隨時監控，查看身體的各項指標，對一個人的身體狀態有一個比較好的了解，對于之后身體的調養都可以有比較好的參考。在虛擬現實技術日益發展發展壯大，人們追求身體健康長壽的前提下，這將會成為未來非常有意義的系統。

參考文獻：

[1]鄭彥平，賀鈞.虛擬現實技術的應用現狀及發展[J].信息技術，2005（12）：94-95.

[2]楊勇濤，孫延林，吉承恕.基于"綠色鍛煉"的身體活動的心理效益研究[J].天津體育學院學報，2015，30（3）：195-199.

基金項目：吉林建筑大學大學生創新創業訓練計劃項目，項目編號：2018S1120。