虛擬現實技術在足球訓練中的應用

伊生寶

（昌吉學院 新疆 昌吉 831100）

前言

虛擬現實技術是一種新型的現代科技技術，它具有著諸多的特點，在很多行業都得到了運用，而其對足球訓練活動的開展也提供了良好的技術支持。此技術能夠實現對現實訓練場景和要求的模擬，為運動員提供一種仿真性的訓練條件，從而提高他們訓練的效果。此技術在足球訓練中具有著重要的應用價值，受到了足球訓練廣泛關注與運用，而它如何在足球訓練中應用，就是文章主要研究的內容。

1、虛擬現實技術概述

虛擬現實技術其實就是人們常說的VR技術。對于虛擬現實來說，它是多媒體的技術終極應用和表現的形式，是由計算機的軟硬件、傳感、機器人、行為的心理學和人工智能等領域發展逐漸產生的產物。在虛擬現實的技術中，主要借助現實生活存在的數據，使用計算機的技術來產生相應電子的信號，把其和各種輸出的設備結合后，將信號轉變成讓人們可以感受和體驗到的一種現象，此種現象一般是現實中存在的真實物體，同樣也可能是人們肉眼不能看到的物體，以三維模型實現效果的表現。由于此類現象并非我們能夠觸碰和接觸的實物，是使用計算機的技術實現模擬呈現的效果，因此，被稱作“虛擬現實”。在虛擬現實的技術不斷發展中，此技術逐漸成熟且得到各領域應用與研究，帶動了人類生活的變革與發展。人們使用數據手套、立體眼鏡等一些傳感的設備，就能夠體驗到三維模擬的現實場景，置身在三維化視覺、觸覺和聽覺，甚至涉及到嗅覺的世界中，且人和此環境能夠借助人的技能以及相應設施實現信息的交互效果。

2、虛擬現實技術在足球訓練中的應用價值

虛擬現實技術具有著顯著的特點，它為足球訓練提供了良好的技術載體，對足球訓練活動的開展具有重要的價值。首先，把此技術在足球訓練中進行應用，能夠有效提升學生足球訓練的積極性。傳統足球訓練需要學生反復進行動作技巧的訓練，訓練過程較為單一和枯燥，而借助虛擬現實的技術能夠為學生提供一種虛擬的場景，讓學生能夠體驗到更多不同的訓練情境，這樣就能夠提高他們訓練的積極性，且學生面對此技術具有很好的新鮮感和體驗心，這能夠促進他們興趣的激發，促進他們更好參與和投入到足球訓練活動中；其次，此技術的使用能夠以三維化圖像庫實現仿真的訓練場地構建，為運動員搭建出一個真實性的訓練情境，對臨場環境真實度實現再現，在多重影像和數據等方面營造出三維化的真實效果，在此環境中受訓者能夠通過訓練對很多比賽中的情況以及突發事件預先感知，從而在現實的比賽時能夠有效降低摩擦以及受傷的概率。再次，因為虛擬現實的技術對計算機相關技術實現了綜合運用，它具有信息采集、分析和反饋的功能，借助計算機能夠對學生的訓練信息、考核信息等綜合分析，從而實現對他們訓練過程和訓練結果的客觀與準確掌握，促進訓練活動更好開展。

3、足球訓練中虛擬現實技術應用的形式

在足球的訓練中，此技術的應用具有著顯著的效果，而在虛擬現實的效果實現中，技術建模設計是最基礎的部分。在此技術建模設計中，在建模軟件使用中選擇3D建模的軟件，如CAD、MAX或者poser 8.0等，這些軟件在對人體的建模中都普遍使用，其中poser 8.0在人體的建模中最適用。實現交互的工具選擇EON studio軟件，此虛擬建模的軟件在運行中，環境支持windows7和windows xp等。在poser 8.0建模軟件的使用中，其對別的軟件在操作方面更加靈活、便捷，且界面十分簡單，操作中僅僅需要三個步驟就可以分成，分別是對人體模型的選擇、對人虛擬的體態實施核定、對虛擬人姿勢設計，簡單的操作步驟對設計時間實現節約，促進設計效率的提升。因為在人的運動期間，人體骨骼主要發揮著功能性作用，所以在軟件的使用中，要注重對骨骼的控制，對模擬人骨骼的活動情況充分考慮，確保虛擬人運動的姿勢具有良好靈活性。在使用poser 8.0進行建模時，可以是使用針對骨骼專門設置的系統，其對人體的建模具有很好的直觀性和層次性，同時結合3ds、MAX等軟件能夠實現對真實和復雜性操作的完成。

足球訓練中，對虛擬建模相關技術的使用中，主要涉及到運動人體的建模、人機交互和虛擬場景的建模等技術。其中人體建模的技術主要是對人體運動進行模擬，在三維化人體模型的建立中，主要使用人體模型分層法實現建設的目的。在分層法中，主要將人體進行三個結構的劃分，即骨骼、肌肉和皮膚，再對內部結構模型建立來達到對人的運動仿真的效果，對仿真人運動的姿勢更好實現控制。在虛擬的足球場建模中，需要涉及到很多內容，如實物、燈光場地的變化和虛擬人等構件，其中又包括足球、場地和場地的設施等設計，且還要對虛擬人不同的運動姿勢設計。在人機交互構建中，主要是指運動員借助三維交互設備來對虛擬設備實施操作指令下達，且虛擬裝備會對指令的進行相應反應的作出，而用戶能夠使用此技術和系統在交流中，借助模擬環境實現訓練同步的反饋效果。

4、虛擬現實技術在足球訓練中的實踐應用策略

4.1、足球特訓

在足球訓練中，不同的運動員具有不同的身體素質，在運動中他們的表現和身體狀態也存在差異，為了促進他們綜合素質的提升，就需要對他們采取特訓，實現對他們能力的針對性提升。在虛擬現實的技術中，使用三維化圖形的可視系統、交互式的合成器、圖形的工作站以及頭盔的顯示器等功能，能夠實現對訓練場內風向、溫度、風力的大小設濕度等環境條件的統一呈現，對運動員進行訓練中就能夠對運動員實際運動中的身體狀況實施檢測與分析，為他們進行訓練方案的針對性設定。如借助系統對運動員的生理生化方面實現感應和測試，對運動員運動中身體狀態實施分析，掌握其超強度和超負荷極限，針對運動員及時提出訓練的建議，對他們的訓練內容和訓練時間進行合理安排，防止出現身體的損傷情況。

此技術在足球訓練中的應用不僅能夠實現對運動員訓練風險的控制，還能夠通過特訓對他們的潛能實現激發。通過此技術對運動員身體狀態和能力實現檢測與分析，按照此系統所得到的數據能夠對運動員優點和不足實現明確認識，后對其弱項開展針對性的訓練活動；且此技術還能夠對運動員骨骼的生長發育狀態實現實施的的監測、監控和分析，對運動員運動的姿勢和運動的狀態能夠幫助調整，促進他們保持規范的訓練和良好的比賽狀態。

4.2、戰術訓練

在足球運動中，需要團體的配合來完成比賽，在比賽期間需要各個隊員對自身作用充分發揮，才能夠實現良好的比賽效果。在一個足球團隊中，需要不同運動員擔任自身職責，控球、跑位、搶球、防守等，這些都是戰術中的一部分，為了實現良好戰術效果的實現，虛擬現實的技術就發揮重要的作用。借助此技術能夠使用三維眼鏡和數據手套實現模擬訓練，來對合理戰術進行尋找和演練。在模擬的場景中，運動員可以不斷加強和隊友的溝通與了解，掌握和認識到自己最舒服以及隊友最擅長的位置，從而對戰術不斷優化和調整，找到最佳的訓練戰術與方案。在完成訓練戰術的優化后，就可以對戰術的執行進行模擬訓練，來促進隊員間配合度的提升，強化戰術運用和執行的效果。另外，在訓練還可以借助此技術實現針對性戰術的訓練，對此系統內進行足球比賽中不同陣型數據輸入，進而就可以針對對手所用戰術進行自身戰術的分析與訓練，從而打造出一套具有針對性的比賽戰術方案，后通過不斷配合訓練來實現戰術效果的發揮，這對比賽效果的提升具有很大的幫助。

4.3、訓練回放和訓練分析

在足球訓練中，運動員接受和掌握知識與技能的能力存在不同，有些運動員需要反復不斷訓練才能夠實現掌握，在傳統訓練中往往需要對相應知識與技能反復解讀和研究，但往往想要重新對知識與技能認識，是不可能讓教練員反復進行示范的。而借助虛擬現實的技術就為運動員提供了訓練回放的功能，他們能夠對訓練的內容隨時觀看，便于對沒有掌握的部分深入研究，從而促進訓練的掌握。在足球訓練中，為了確保運動員具有良好的訓練效果，需要對他們的訓練情況進行分析，借助虛擬現實的技術能夠對學生運動的情況實現量化分析，還能夠通過圖譜把運動的效果，如運動員實際的速度和位置的移動等全面表現，再對他們運動的效果實施綜合分析，就能夠系統性對訓練的狀況了解，便于他們實現訓練調整，促進訓練目標的實現。

5、結語

綜上所述，在足球的訓練中，虛擬現實技術具有著重要的應用價值，它對足球訓練提供了現代化的技術載體，對提升訓練效果和訓練水平有著巨大的幫助作用，為了充分發揮此技術的優勢，在足球訓練中要積極進行此技術訓練方案的探索，并對此技術形式不斷創新與研究，從而更好服務于足球訓練中。