VR技術在體育領域內的應用與展望

朱永皓 吳磊

摘? 要：本文采用文獻資料法，對于VR技術在體育領域內的應用進行綜述。當前VR技術在體育領域類的應用主要存在于體育訓練、體育文化的傳播、體育教學、全民健身和極限運動的模擬等方面。由于VR技術獨特的模擬性和仿真性的優勢，VR可以在這些領域給大眾或者是運動員帶來更好的體驗，甚至是開發更多超越傳統方式的功能。同時，VR自身也存在局限性，如成本過高和設備的不便攜性。總體而言，隨著科技的進步VR會在與體育領域融合的過程中更加完善自身，并且擁有更廣泛的認可度和更廣闊的市場。

關鍵詞：VR技術? 體育領域? 應用

中圖分類號：G80-05? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2813（2020）02（c）-0245-03

1? VR技術的介紹

1.1 VR技術的定義

VR（Virtual Reality）虛擬現實技術是一種創建虛擬環境和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。它利用計算機形成一種模擬環境，是一種多源信息融合（如聲音、圖像），交互式的三維動態視景和實體行為系統。通過計算機的硬件和軟件的交互，模仿出現實狀態下的視覺、聽覺、觸覺等效果，讓使用者從多方位、多維度擁有“置身其中”的感受，以達到對于真實場景最大程度的模擬。

1.2 VR技術應用領域

VR技術是仿真技術的一個重要發展方向。由于VR技術的獨特仿真屬性可以模擬很多場景，為很多專業問題的解決和學習提供途徑上的便利。所以當前VR技術在很多領域有著廣泛的運用，譬如醫學、娛樂游戲、軍事航天、室內設計等。同樣，近年來，在體育領域VR技術也開始發揮起獨特的作用。

2? VR技術在體育領域的應用例子

2.1 體育訓練

目前，國外已經有將VR技術運用于不同體育項目的實例，如VRbaseball、VRtennis等。有些國家甚至還把VR技術引入了高水平訓練的成績測試，譬如平昌冬奧會開始前，美國雪橇隊利用頭顯和STRIVR的軟件來模擬以最快的速度在高山競速的體驗，而滑雪形狀的平衡板提供了一定的觸覺反饋。一名教練在360°視頻中捕捉運動員參賽的比賽路線，首先以相對校對的速度進行錄制，然后再加快速度，這樣運動員就能夠看到實時比賽中的賽道情況。在更早之前的2014年世界杯前夕，由路易斯范加爾執教的荷蘭國家足球隊就試驗了由荷蘭公司Beyond Sports開發的一套訓練系統，運動員佩戴VR眼鏡，通過某個運動員的眼睛重新回放比賽中的特定場景。他們在這種“回放訓練”之后做決定是越過防守還是傳球給邊鋒。這種訓練體系可以衡量運動員做決策的速度，教練也可以以此作為依據制定應對的訓練方案。VR為他們提供了另一個可以用來最大化賽場表現的工具，而對于奧運會、世界杯這樣世界最頂級水平比賽，任何程度的加成皆可以對成績的提升給予極大的幫助。

2.2 體育類游戲

2017年，日本的一家VR游戲公司SAT-BOX在Steam（蒸汽）平臺發布了一款專為不擅長運動的人群開發的VR游戲《VR運動》（VR Sport）。這款游戲包含多個體育項目的模擬游戲，需要HTC的Vive頭顯硬件與其適配。《VR運動》這款游戲設計的初衷是為所有年齡段的玩家提供全身心的VR運動體驗。這款游戲一共包含7個運動項目游戲，分別是保齡球、室內跑步、足球、籃球、飛碟射擊、射箭和拳擊。該公司在此之前還推出過一款擊劍類VR游戲《武士之刀VR》，玩家們可以在其中切割竹子、花瓶甚至是魚等物體。VR體育游戲不僅僅是一種游戲的新模式，更構建出了未來體育類游戲發展的新藍圖，它賦予了玩家在體育游戲內的參與感和代入感。一旦VR游戲技術發展成熟，體育類游戲將發生翻天覆地的變化，甚至改變游戲行業。單純依靠手柄或鍵盤操作的體育游戲或許會成為歷史，取而代之的是能調動五感全方位游戲體驗。除了運動主題的VR游戲層出不斷之外，VR技術參與的全景體育賽事直播的熱度也非常高。

2.3 體育文化的傳播（賽事直播方面）

VR技術運用于體育文化的傳播主要在體育賽事的直播的報道方面。近年來，以NEXTVR為首出現了不少VR體育直播平臺。NEXTVR以一年一度的NBA常規賽直播最為出名。2018年NEXTVR公司持續為客戶提供沉浸式的體育賽事直播服務。從美式橄欖球聯賽（NFL）、國際冠軍杯足球賽（ICC）到美國職業摔角（WWE）和美職籃（NBA）。用戶運用專業的VR設備收看體育賽事直播，可以打破傳統的電視觀賽效果，使用戶足不出戶就可以在家中擁有“身臨其境”的觀賽感受。在家用VR技術進行觀賽，雖然沒有真正處于比賽現場，但是也獲得了最接近比賽現場的體驗感。從觀賽成本上看，經常使用VR技術收看體育賽事的成本會低于購買門票到現場觀賽的成本。這使得體育迷利用VR設獲得了足夠性價比的觀感體驗。

當前隨著5G網絡的大步發展，VR在體育直播領域借助了5G高速、大容量的特征使得傳輸信息更快，也使得傳輸的映像更加清晰。NBA國王隊選擇了薩克拉門托當地幾所學院的粉絲參與了5G+VR的直播體驗。使用VERIZON（美國第二大電信運營商）的5G技術進行數據的交流傳輸，再借助其球隊推出的VR直播技術，球迷可以像坐在場邊一樣如臨現場。薩克拉門托國王隊成為美國第一支使用VR+5G直播的專業運動隊。

2.4 體育教學

隨著高校體育教學項目的拓寬，越來越多的高校開設了高爾夫、攀巖、射箭等項目。近幾年，虛擬現實在國內很多高校已成為熱點話題，不少高校對虛擬現實技術在一些學科建設和教學中的應用進行不同層次的研究。而虛擬現實技術在體育運動項目教學方面的開發與應用也在逐漸興起，特別是在Golf項目的教學方面的作用開始呈現。盧劼在研究VR技術對于高校高爾夫球項目教學的實驗中，將從未學過高爾夫球的學生分為對照組和實驗組，實驗組在教學過程中運用虛擬現實高爾夫球模擬設備進行學習。學生通過VR高爾夫球進行虛擬現實的動作體驗，從3D演示中體會高爾夫球揮桿的動作要領。對照組的學生則是由傳統的老師進行高爾夫球教學。在對2組學生實驗前后進行身體素質測試之后，結果顯示高爾夫VR技術在教學實踐的過程中對于改善學生基本運動素質能力方面沒有顯著性作用。但是在技術動作得分的測試方面，實驗結果顯示，實驗組的技術評分顯著高于對照組。說明高爾夫VR技術手段在教學過程中運用效果明顯優于傳統技術動作教學的方法[1]。

2.5 健身行業

VR運用于全面健身主要體現在VR技術與健身器材相結合，通過仿真生態環境，將畫面、音效相融模擬各種自然環境，使用戶沉浸在虛擬的自然環境中，營造舒適的運動氛圍。當前市面上出現的VR跑步機、VR單車是較為常見的例子。2018年1月，在青島虛擬現實創新大會上，一款VR健身產品——智能健身單車引吸引了眾多的關注。VR智能健身單車以“足不出戶，暢游世界”的理念打破了傳統健身單車乏味單一的現象。目前它實現了全方位轉向操控、智能化運動傳感系統、動力智能控制系統、交互阻力系統等各項功能，并且成功獲得專利認證。從外觀上看VR智能健身單車與傳統動感單車健身器材有些類似，但是實際卻大不相同。VR健身單車以計算機仿真學為基礎，采用虛擬現實技術。VR健身單車是一款集全景實鏡、智能傳感、數據跟蹤一體的VR健身產品，主要就是利用VR技術提高用戶的健身積極性。用戶可以在設定的場景中隨意選擇自己喜愛的場景，可以模擬太空場景，使用戶體驗太空騎行的神奇，也可以回到虛擬現實中的大草原，讓人身臨其境，別有一番風味。

2018年美國拉斯維加斯CES世界消費電子展覽上，VR健身器材成了一大熱門。美國退役拳王梅威瑟就展示了自己的VR拳擊健身系統。在健身APP里用戶可以通過VR頭戴和手柄（采用的HTC vive硬件）跟隨虛擬的梅威瑟進行各種拳擊訓練。這是一套被設計為12周的進階課程，訓練強度和難度都隨著時間而提升，于此同時健身者的速度，力量、心率以及消耗的熱量都會被記錄，從而更科學地記錄健身者的運動數據。“健身行業正在迅速發展，越來越多的消費者正在尋求更有效的培訓方式，采用新的技術形式是很普遍的。”梅威瑟拳擊健身首席執行官James Williams在其項目演示發布會上說道。

2.6 極限運動模擬

極限運動是很多人夢想，卻又是遙不可及的運動。如蹦極、翼裝飛行、跳傘等運動，因為其獨特的魅力吸引了不少人。卻因為其危險性相對較高以及開展運動成本較高的緣故讓人望而卻步，譬如翼裝飛行的死亡率可達到30%，任何一個細小的失誤都有可能導致翼裝飛行運動丟失生命。不僅如此，使普通大眾對于極限運動望而卻步的原因還有高昂的經濟成本，例如，跳傘和翼裝飛行等都需要航天器的運載，并且跳傘裝備以及翼裝飛行的裝備本身對于專業性要求非常苛刻，這就決定了其價格自然不菲。然而隨著VR技術的出現，極限運動的體驗對越來越多的人變成了可能。VR技術公司Tunnel Vision與戶外運動公司Twinwoods Adventure合作。將三星Gear VR安裝在標準的跳傘頭盔內和垂直風動機結合起來，讓那些不敢跳但又很渴望這項運動的人在地表上就能體會跳傘的樂趣。通過VR頭顯，和安全的風洞結合構建了虛擬跳傘的環境。用戶戴一個專門設計的頭盔，配備一個集成的虛擬現實頭顯就可以選擇在世界任何地方進行虛擬跳傘。區別于其他VR設備不同的是，VR跳傘設備不僅需要單一的VR頭盔，更需要專門具有風洞的場地。

3? VR技術在體育領域運用的展望

3.1 VR技術當前發展的不足與短板

首先，VR體驗必須需要一定的經濟投入，并且該投入遠遠高于傳統觀看體育媒介的經濟投入。VR與硬件是無法分開的。想要體驗真正VR技術必須依靠專業的硬件設備。然而當前VR技術處于起步階段，VR設備的價格又比較參差不齊。體驗感較好、較為專業的VR設備售價通常不菲。如HTC Vive的6000人民幣售價讓很多用戶望而卻步[2]。

其次，VR設備具有一定的“笨重性”和“束縛性”。考慮到穿戴VR設備會為用戶在進行體育運動的過程中增加更多的重量。長時間攜帶VR頭盔，對單純的運動體驗和技術動作的完成也或多或少會有些影響。運動時亦享受無拘無束的自在感覺，如果被束縛在一個頭盔或者是眼鏡下面，久而久之用戶會變得各種別扭，用戶是絕對拒絕這種“笨重性”的束縛的[2]。

最后，目前VR體育直播并不能夠完全取代傳統體育直播媒介。由于相對于傳統媒體觀賽的方式，VR觀賽由于其攝影無法變換焦距的原因，無法把原理VR攝像機的拍攝對象放大以“拉近”到鏡頭面前[3]。所以觀眾無法用VR設備看到比賽近距離的情況。除非在比賽場地中安放VR攝像機，這樣是不允許的，理由很簡單，影響了比賽的正常進行。所以目前VR直播的拍攝方式通常伴隨著若干傳統拍攝的機位，以實現對于VR攝影不可以變焦的彌補。

3.2 VR技術在今后的展望

隨著經濟水平的不斷發展和科學技術的進步，VR在經濟成本上必然會和之前從萌芽到普及的電子設備一樣逐漸下降，與之同時VR設備在質量方面也會不斷提高。科技水平創新會使得VR設備的功能越發完善。人們的認知水平不斷提高，認知的廣度不斷拓寬。人們對于新生事物的接受時間也會慢慢縮短。大眾對于VR的認同度會變得更高。這也有利于VR與體育更好的交融，并且在發展的過程中互相促進。縱觀人類社會歷史的發展，科學技術每一次創新和進步無不改變甚至顛覆人們之前的生活方式。VR技術的出現和普及也不例外，大眾的體育生活方式也會因為VR技術的出現和普及得到改變。利用好VR的自身價值以及廣闊的市場空間會促進體育產業以及體育本身的發展。

參考文獻

[1] 盧劼.基于VR技術的體育課堂教學實踐研究——以高爾夫球項目為例[J].中國學校體育（高等教育），2016，3（8）：36-39.

[2] 崔仁爭，周美芳.VR技術在體育中的應用現況調查研究[J].當代體育科技，2017，7（32）：156，158.

[3] 歐鑫.顛覆傳統視覺體驗：VR體育賽事拍攝與直播[J].數碼影像時代，2016（11）：30-32.

[4] 吳卿，楊遠飛.VR技術在體育教學及訓練中的可行性分析[J].青少年體育，2016（12）：7-9.

[5] 安沙沙，王明明.VR在高校體育教學中推廣的可行性分析[J].當代體育科技，2017，7（28）：77-78.