現(xiàn)代體育訓(xùn)練中的計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)應(yīng)用研究

姚建雄 中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)警官學(xué)院

計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)時(shí)代中新興的信息技術(shù)，在體育訓(xùn)練當(dāng)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，不僅能為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練提供正確的指導(dǎo)，還能幫助運(yùn)動(dòng)員規(guī)范動(dòng)作，使整個(gè)體育訓(xùn)練過(guò)程更加合理化。同時(shí)，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，還可以利用其自身的優(yōu)勢(shì)為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造多種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，同時(shí)還可以滿足運(yùn)動(dòng)員對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的需求，也更有利于增強(qiáng)體育訓(xùn)練的效果。

一、現(xiàn)代體育訓(xùn)練中計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)應(yīng)用的作用

在現(xiàn)代化社會(huì)中，應(yīng)該充分地運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，推動(dòng)體育訓(xùn)練的科學(xué)化和規(guī)范化。人們通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，可以模擬真實(shí)世界里的一些實(shí)體、聲音等，同時(shí)還能夠通過(guò)模擬技術(shù)的方式，與運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行溝通，打破了傳統(tǒng)的體育訓(xùn)練技術(shù)中的束縛，能夠幫助運(yùn)動(dòng)員體驗(yàn)虛擬訓(xùn)練。同是在現(xiàn)代體育訓(xùn)練的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，還能為運(yùn)動(dòng)員提供前期的體育訓(xùn)練指導(dǎo)，從而減少意外傷害事故的發(fā)生。例如，越野跑步或者跆拳道等，在虛擬的場(chǎng)景中參與體育訓(xùn)練，有利于避免意外傷害。同時(shí)使用機(jī)器具有一定的趣味性，能夠激發(fā)運(yùn)動(dòng)員更加積極地參與到體育訓(xùn)練中。在運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的過(guò)程中，如果運(yùn)動(dòng)員存在不規(guī)范的動(dòng)作或者姿勢(shì)，也能夠得到正確的指導(dǎo)，從而更好地進(jìn)行體育訓(xùn)練。現(xiàn)代體育訓(xùn)練非常重要，對(duì)于體育訓(xùn)練而言，必須有規(guī)范的指導(dǎo)，并且科學(xué)地分析和評(píng)估運(yùn)動(dòng)員參與運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)資料，從而提升體育訓(xùn)練的成績(jī)。在現(xiàn)代體育訓(xùn)練當(dāng)中，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，還有利于規(guī)范體育訓(xùn)練，增強(qiáng)體育訓(xùn)練的效果，增加運(yùn)動(dòng)員的體驗(yàn)感。

二、現(xiàn)代體育訓(xùn)練中計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要性

（一）改善物質(zhì)條件方面存在的問(wèn)題

運(yùn)動(dòng)員在參與體育訓(xùn)練的過(guò)程中，需要應(yīng)用到一些完善的訓(xùn)練設(shè)施或者器材。但是，在很多因素的影響下，有些設(shè)施不夠健全。如果能夠有效地利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，有利于改善很多問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)員在體育訓(xùn)練中，借助虛擬技術(shù)，可以通過(guò)自身的感官系統(tǒng)完成不同項(xiàng)目的訓(xùn)練，從而增強(qiáng)訓(xùn)練的效果，有利于改善物質(zhì)條件方面的缺陷。

（二）避免發(fā)生意外事故

不少運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目都具有一定的對(duì)抗性。例如跆拳道、拳擊等等。在實(shí)際訓(xùn)練的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些意外事故。因此，對(duì)于某些體育項(xiàng)目沒(méi)有設(shè)置對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練課程。假如能夠有效地將這些體育項(xiàng)目與虛擬技術(shù)相結(jié)合，有利于解決實(shí)際訓(xùn)練中存在的一些問(wèn)題，從而避免意外事故的發(fā)生。

（三）防止高難動(dòng)作造成的傷害

在體育技術(shù)不斷完善的過(guò)程中，針對(duì)各類體育項(xiàng)目的技術(shù)要求也在不斷地提升。那么，在進(jìn)行一些難度較高的體育訓(xùn)練時(shí)，難免會(huì)發(fā)生誤傷的情況。如果借助計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，可以有效地避免這些問(wèn)題。利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，可以將體育動(dòng)作進(jìn)行虛擬化的處理，能夠靈活地處理一些難度較高的動(dòng)作，防止對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害，運(yùn)動(dòng)員可以放心地挑戰(zhàn)不同的動(dòng)作。

三、現(xiàn)代體育訓(xùn)練中計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的具體應(yīng)用方式

（一）跳水訓(xùn)練方面

跳水訓(xùn)練方面運(yùn)用虛擬技術(shù)，具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面是可以幫助運(yùn)動(dòng)員獲取到三維運(yùn)動(dòng)的信息，另一方面可以對(duì)跳水訓(xùn)練進(jìn)行三維仿真。首先，人體的三維運(yùn)動(dòng)信息，指的是運(yùn)動(dòng)員在跳水過(guò)程中，其各個(gè)關(guān)節(jié)位置的三維坐標(biāo)，以及一些角度方面的信息。在技術(shù)方面，三維運(yùn)動(dòng)信息在分析運(yùn)動(dòng)員的環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要的作用，有利于更好地進(jìn)行訓(xùn)練與指導(dǎo)。現(xiàn)階段，我國(guó)使用得較為頻繁的方式是有源跟蹤法。盡管近年來(lái)，運(yùn)動(dòng)三維信息的捕捉方式有所發(fā)展，然而在實(shí)際采集的過(guò)程中，依然會(huì)運(yùn)用有源跟蹤法。在體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，有源跟蹤法有利于快速地獲取運(yùn)動(dòng)員的信息。在體育項(xiàng)目中，虛擬技術(shù)的作用非常明顯，有利于收集到運(yùn)動(dòng)員的三維信息。但是，在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，在一定程度上影響運(yùn)動(dòng)員的技能，因?yàn)樾枰谶\(yùn)動(dòng)員身上貼標(biāo)簽。獲取運(yùn)動(dòng)員的三維信息，在跳水訓(xùn)練方面，始終是非常大的難題。通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)應(yīng)用，就可以很輕松地解決這一難題，可以借助比賽場(chǎng)地與訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)上的一些設(shè)施，采用多個(gè)攝像裝置，全方位的收集運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作信息，之后還會(huì)利用視頻處理技術(shù)，對(duì)視頻資料進(jìn)行多種處理，然后可以獲得三維仿真數(shù)據(jù)，從而展示出真實(shí)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景。其次，人體運(yùn)動(dòng)的三維仿真，指的是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，然后模擬運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作。這種技術(shù)有利于減少人體直接模擬造成的傷害與風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也有利于轉(zhuǎn)換體育運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作。體育動(dòng)作可以轉(zhuǎn)換成三維仿真的動(dòng)作。在實(shí)際應(yīng)用這項(xiàng)仿真技術(shù)的過(guò)程中，需要針對(duì)人體的動(dòng)作進(jìn)行受力計(jì)算，詳細(xì)地分析是否符合運(yùn)動(dòng)員自身的承受能力。并且，還需要考慮到通過(guò)什么樣的訓(xùn)練次序，可以輔助運(yùn)動(dòng)員持續(xù)地進(jìn)行訓(xùn)練，在最大程度上減少受傷的可能，從而充分地發(fā)揮運(yùn)動(dòng)的技能。最后，還需要針對(duì)運(yùn)動(dòng)員的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算再造功能。在理論與實(shí)踐兩個(gè)方面，對(duì)訓(xùn)練動(dòng)作與程序進(jìn)行編寫，要在確保運(yùn)動(dòng)員的身體條件能夠允許的情況下，進(jìn)一步地創(chuàng)新自身的運(yùn)動(dòng)技能。最后，在手機(jī)實(shí)際訓(xùn)練中的視頻資料時(shí)，還可以利用仿真技術(shù)，進(jìn)行更加細(xì)致的處理。這樣有利于解決一些細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題，從而不斷地更新技術(shù)。

（二）健美操訓(xùn)練方面

年輕人都非常喜歡進(jìn)行健美操運(yùn)動(dòng)。健美操不僅有利于強(qiáng)身健體，還有利于陶冶情操，激發(fā)能量。健美操運(yùn)動(dòng)不僅具備一定的藝術(shù)特色，還融合了音樂(lè)、舞蹈等，屬于一種比較符合當(dāng)代人們審美觀的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，在健美操鍛煉中能讓人們充分地展現(xiàn)出身體的美感。在以前進(jìn)行健美操訓(xùn)練時(shí)，教練員會(huì)事先逐一地講解動(dòng)作和技術(shù)，所以會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員在實(shí)際訓(xùn)練的過(guò)程中，很難掌握到健美操訓(xùn)動(dòng)作中的精準(zhǔn)性。長(zhǎng)此以往的訓(xùn)練下去，容易會(huì)降低運(yùn)動(dòng)員學(xué)習(xí)健美操的激情與勇氣。而通過(guò)在健美操訓(xùn)練當(dāng)中，運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，可以擺脫傳統(tǒng)健美操訓(xùn)練方式的束縛，通過(guò)虛擬視頻的形式，呈現(xiàn)出一些基本的動(dòng)作。并且還可以提供正確的指導(dǎo)，為運(yùn)動(dòng)員提供更好的訓(xùn)練方式。另外，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以將健美操的每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行無(wú)限次回放以及慢放，運(yùn)動(dòng)員可以將這節(jié)內(nèi)容充分掌握后，再進(jìn)行下一輪階段的學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的運(yùn)用，還可以為運(yùn)動(dòng)員打造出極具動(dòng)感的視頻畫面，再配以優(yōu)美的音樂(lè)，從而能為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)設(shè)出良好的健美操訓(xùn)練環(huán)境，使運(yùn)動(dòng)員不斷提高健美操的訓(xùn)練成績(jī)。

（三）蹦床訓(xùn)練方面

運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行蹦床訓(xùn)練的過(guò)程中，需要?jiǎng)?chuàng)建出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的數(shù)字人體，然后通過(guò)數(shù)據(jù)信息的收集，合理地安排動(dòng)作順序，從而促使虛擬技術(shù)發(fā)揮真正的作用。網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)能夠體現(xiàn)出數(shù)字人體，在進(jìn)行研究的過(guò)程中，不應(yīng)該忽略人體系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)以及動(dòng)作。在運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的過(guò)程中，還需要收集運(yùn)動(dòng)員身體不同部位的信息，同時(shí)也要對(duì)所收集到的信息進(jìn)行相應(yīng)的整合，然后形成三維形式的人體模型。在數(shù)字人體下，可以詳細(xì)地分析人體動(dòng)態(tài)的信息，有利于全面地了解人體的動(dòng)作特征，以及運(yùn)動(dòng)員肌肉組織的狀態(tài)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，還能讓教練員對(duì)運(yùn)動(dòng)員的每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行科學(xué)的分析，從而為體育訓(xùn)練指引新的方向。在蹦床運(yùn)用訓(xùn)練中，可以利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，除通過(guò)科學(xué)的規(guī)劃具體的動(dòng)作技能以外，還有利于教練員去了解每一位運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，從而幫助運(yùn)動(dòng)員有效地去調(diào)整整個(gè)訓(xùn)練的環(huán)節(jié)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，虛擬技術(shù)不僅可以對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行相應(yīng)的考核，同時(shí)還可以獲取運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的信息，然后對(duì)針對(duì)獲取的信息進(jìn)行深入的分析和研究。在收集相關(guān)信息時(shí)，還需要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，為運(yùn)動(dòng)員建立動(dòng)作資源信息庫(kù)，可以及時(shí)地保存收集到的信息，然后再展開(kāi)處理。運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練的過(guò)程中，其自身需要努力去達(dá)到訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)，而這些訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)借助計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)來(lái)完成制定的。虛擬技術(shù)可以及時(shí)地指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員，并且糾正一些錯(cuò)誤的動(dòng)作，同時(shí)還可以詳細(xì)地分析運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，從而科學(xué)地規(guī)劃，采用一些動(dòng)作技術(shù)，從而保證訓(xùn)練達(dá)到明顯的效果。通過(guò)運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，能夠更好地掌握運(yùn)動(dòng)技能，然后在持續(xù)的訓(xùn)練過(guò)程中，促使運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮運(yùn)動(dòng)技能，以確保在熟練的訓(xùn)練情況下，減少一些運(yùn)動(dòng)安全事故的出現(xiàn)。在分析真實(shí)動(dòng)作和虛擬動(dòng)作的過(guò)程中，能夠發(fā)現(xiàn)二者之間存在的不同因素，通過(guò)深入地了解這些因素，可以規(guī)劃出科學(xué)的訓(xùn)練方式，從而使虛擬動(dòng)作與真實(shí)動(dòng)作達(dá)到一致的狀態(tài)。這樣可以幫助運(yùn)動(dòng)員在蹦床訓(xùn)練的過(guò)程中，每一個(gè)動(dòng)作都符合標(biāo)準(zhǔn)，呈現(xiàn)出最佳的狀態(tài)。并且，在評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)特征和運(yùn)動(dòng)技能時(shí)，也可以借助虛擬技術(shù)，按照運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際情況，為運(yùn)動(dòng)員制定出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)要求，從而幫助運(yùn)動(dòng)員充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，從而獲取適合自己的運(yùn)動(dòng)技能。

四、結(jié)語(yǔ)

只有讓運(yùn)動(dòng)員熟練地掌握體育運(yùn)動(dòng)的技能，才有利于提升運(yùn)動(dòng)員的體育運(yùn)動(dòng)的成績(jī)。因此，在現(xiàn)代體育訓(xùn)練中，可以借助計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，模擬真實(shí)的實(shí)體和聲音，并且隨時(shí)與運(yùn)動(dòng)員保持互動(dòng)和溝通，進(jìn)而改善物質(zhì)條件方面存在的問(wèn)題，避免發(fā)生意外事故，防止高難動(dòng)作造成的傷害。同時(shí)，還可以根據(jù)不同體育項(xiàng)目的特征和動(dòng)作技能，利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的各種功能，幫助運(yùn)動(dòng)員達(dá)到運(yùn)動(dòng)的最佳狀態(tài)，提升運(yùn)動(dòng)技能，從而達(dá)到明顯的體育訓(xùn)練效果。