VR技術支持下籃球投籃動作的優化方法探析

王靜波

(安徽文達信息工程學院 安徽合肥 231201)

籃球運動有著非常強的趣味性，在世界范圍內得到了人們的關注和喜愛，籃球運動員往往擁有非常強健的體魄和極其穩定的投籃命中率，只有這樣，才能在激烈的競技運動中拔得頭籌。近年來，黨和政府高度重視全民體育的發展，采取措施提升籃球動作的規范化程度，這是推動我國籃球運動持續發展的必然選擇。VR技術是一種全新的模擬技術，借助這種虛擬現實技術進行投籃動作訓練，往往能取得事半功倍的效果，因此對該課題進行研究，具有一定的現實意義。

1 VR技術與籃球投籃訓練概述

從技術本身的角度來說，VR虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術，它的優勢在于可以在計算機強大運算能力支持下生成模擬環境，同時還能實現多源信息融合、用戶交互、三維動態視景等多種功能。根據VR 技術與籃球投籃動作訓練結合的具體情況看，虛擬現實技術具有的身體仿真功能，可以讓籃球運動員快速進入訓練狀態，實現沉浸式投籃訓練。更重要的是，借助虛擬現實技術建立起來的虛擬實訓基地，也具有虛擬性，因此其中的籃球架、籃球等“設備”與“部件”都是虛擬的，教練員可以根據投籃訓練的需要，在系統中生成新設備，這解決了過去籃球運動投籃訓練教學設備更新速度過慢、跟不上教學內容更新速度的問題，讓籃球運動員的實踐訓練效果能夠跟上項目最新發展。

2 籃球投籃動作中常見的問題

加強籃球投籃動作訓練，才能讓運動員的投籃能力和得分能力得到提升，但是在具體的訓練過程中，訓練效果往往不盡如人意，籃球運動員在投籃過程中，也存在以下幾方面的問題。

第一，身體協調性不足。在進行籃球投籃動作訓練的過程中，一般會應用到分解式教學模式，即把一個完整的投籃動作分解成若干個零散的動作進行訓練，雙腿的站立姿勢、投籃手的控球方式、腰部發力方式都屬于分散式訓練的重要步驟，在這樣的訓練模式下，運動員將會更好地調節投籃動作的某個細節。然而從實際訓練結果來看，很多運動員存在身體不協調的問題，這使得他們在進行訓練的時候，經常出現動作變形的問題，腰部發力與手臂發力配合不到位等問題比比皆是，這直接影響到了投籃的準確率，不難看出，投籃動作是一個整體性動作，運動員的腿、腰、手臂、手掌、眼睛都需要參與其中，任何一個細節配合不好，最終的投籃命中率都會大打折扣，因此，盡快解決身體不協調的問題，可謂是重中之重。

第二，核心力量缺乏［1］。核心力量是指運動員發力過程中，保持身體平衡穩定的能力，核心力量不夠充足可能會出現運動損傷，只有保證核心力量，才能在復雜的投籃動作中保持身體平衡，避免可能存在的身體損傷。換而言之，在今后的投籃動作訓練過程中，除了要做好動作分解教學以外，還需要重視核心力量的訓練，以便于在投籃的時候更好地進行發力，保證進行身體對抗時也能夠穩定地投籃。

第三，投籃動作單一。投籃動作看似簡單，實際上包括多個動作，是一個變化式的組合型動作，在進行訓練的過程中，通常會要求運動員從最基礎的站立姿勢和拿球手勢進行學習，在其掌握了動作要領以后，安排進行實物投籃訓練，在這個過程中，最先進行的又是定點投籃訓練，相對來說，這種投籃動作難度比較低，適于初學者進行訓練［2］。

3 VR技術在籃球教學中應用現狀

虛擬現實技術在大學籃球課程中的應用還不完全成熟，VR技術是信息科技時代發展的產物。近年來，隨著信息科學技術的飛速發展，VR新技術也得到了迅速發展，并逐步被應用到游戲、電競、教育等領域，但VR技術目前尚未完全普及。虛擬現實技術在高校籃球教學中的運用也存在局限性。鑒于虛擬現實技術在高校籃球教學中的應用，高校教師對虛擬現實技術在籃球教學中的運用存在著種種疑慮。他們擔心VR 技術的引入，不僅會使學生太過沉迷于VR 技術，而且不能更好地幫助學生。學業結束后，還會影響學生的籃球學習，而這也是目前高校教師對VR技術的一個誤解。

VR 技術出現在很多年前，但是由于種種原因，開發過程相對緩慢。虛擬現實是電子技術產品，相較而言，研究與開發成本的增加和更新的速度非常快。研發和生產VR設備的公司，是三星和索尼等大公司。從這幾個品牌的市場價格來看，雖然價格比較高，但也有可能向客戶提供更好的用戶體驗。由于虛擬現實設備是由一些弱勢企業推出的，用戶反饋非常差。顯然，虛擬現實技術在教育領域的應用與發展，由于成本過高，而受到一定程度限制。虛擬現實技術在高校籃球課程中的應用也很少，這也是VR技術發展的障礙。

VR技術的軟硬件開發還不夠成熟，還有一些重要問題尚待解決，如長期戴VR眼鏡后出現眩暈、眩暈等。機械穿戴更麻煩，有經驗的人，戴上VR設備后，會有不同程度不適，如果病情嚴重，也會出現嘔吐癥狀。虛擬現實裝置的再現性較差，體驗者佩戴專業VR 眼鏡，裝置安裝后，短期內難以恢復正常的視覺體驗。這說明VR技術在具體的軟硬件開發方面還不夠成熟，軟硬件技術的不成熟，會阻礙虛擬技術的多樣化發展，嚴重影響VR技術在教育領域的應用。

加強VR 技術的軟硬件開發，是將VR 技術應用到高校籃球課程中的必然要求。在此基礎上，應加強VR技術的軟硬件的研究與開發，推動VR技術在大學籃球課程中的應用。另外，VR 技術產品的研發公司，需要增加VR 技術研發的設備投資，提供更可靠的資金保障。為保證VR 技術軟硬件的發展，確保VR 技術軟硬件的研發有充足的資金來源。而VR產品生產企業，則需要加強軟硬件研發的專業能力。開發者，負責推動VR 技術軟件和硬件開發的持續創新和優化。通過對VR技術在高校籃球課程教學中的應用現狀進行分析，發現存在對VR 技術理解不全面、VR 技術成本高等亟待解決的問題。VR軟硬件的開發還不成熟，如何正確認識虛擬現實技術，有效降低虛擬現實技術的成本，加強虛擬現實技術的研究與開發，以更好地解決問題，促進虛擬現實技術在高校籃球課程教學中的有效應用，這是相關工作者需要正視的問題。

4 VR技術支持下籃球投籃動作優化的對策

4.1 激發運動員興趣

在過去的籃球運動訓練當中，教練員一般會在正式進行投籃之前，講授投籃動作的要點，而后要求運動員自行練習，這種投籃動作訓練方法，顯然不符合運動員主觀感受，也不利于運動員更好地掌握投籃動作的細節，一些沒有主動性的運動員，甚至會在教練員監督放松的時候，直接放棄訓練，最終的訓練效果可想而知［3］。而將虛擬現實技術應用到籃球投籃動作訓練中以后，教練員就可以根據投籃動作訓練標準等，對運動員的投籃訓練情況進行了解，并根據每一個運動員在投籃動作中存在的不足之處，制訂有針對性的投籃動作訓練方案，要求運動員借助虛擬現實設備，觀看制訂的訓練方案，并將模擬的標準動作和自身的動作進行比對，發現其中的不足之處，在不能找出問題的時候，再與教練員進行溝通，這樣一來投籃動作的訓練效果將會成倍增長。更重要的是，借助虛擬現實技術進行投籃動作訓練，是運動員之前從未接觸過的方法，相比于傳統訓練模式下枯燥反復的訓練，這種新方法明顯更有吸引力，運動員的興趣將會被充分調動起來，最后的訓練效果將會超出預計情況。

4.2 理論課程教學

虛擬現實技術的應用價值非常突出，除了能夠激發運動員的訓練興趣之外，還能夠優化投籃動作的理論教學效果，真正做到理論知識與現代技術的融合，能夠解決過去投籃動作理論講授比較困難的問題，根據實際工作經驗來看，這確實提升了投籃動作訓練中理論教學的水平。回顧過去的籃球投籃動作訓練情況，可以發現，教練員在講解投籃動作中，各部分動作配合過程的時候，只能通過圖片或者口述的方法進行闡述，運動員則無法直觀地理解整個運動過程和理論基礎，這就影響了實際的投籃效果［4］。而借助虛擬現實技術進行理論授課，就能夠解決這個問題，教練員可以通過虛擬現實設備，把預先準備好的模擬視頻播放給運動員，讓他們能夠在模擬的三維立體環境下，更精準地了解投籃動作的理論知識，還能夠根據自己的需求，調整模擬視頻的角度等，從而更好地觀察模擬人體的運動方式等，確保理論教學的效果。除此之外，教練員還可以根據實際教學需求，建立基于虛擬現實技術的數據資源庫，將投籃動作的相關模擬視頻，上傳到數據資源庫當中，建立一個便捷、豐富的學習資源平臺，運動員可以在任何時候、任何地點，根據自己的需求，從數據資源庫中，下載需要的模擬視頻進行觀看，如在課余時間進行投籃動作訓練時，遇到細節上的問題，就可以通過查看模擬視頻的方式，第一時間獲得解答，并在糾正自身動作后，繼續進行訓練，這解決了過去投籃動作訓練，離開授課時段就無法進行的問題，能夠有效提升籃球投籃動作的質量。

4.3 利用VR調整發力部位與節奏

籃球投籃動作的訓練比較復雜，為確保訓練效果，教練員可利用虛擬現實技術，采集運動員投籃過程中的相關信息，對他們投籃時的肌肉發力情況、身體協調情況等進行了解，在此基礎上，找出其中存在的問題，并給予有效的指導和糾正。另外，投籃動作本身有一定的節奏性，因此，在投籃的時候，運動員需要把握住節奏，這讓很多運動員產生了畏難情緒，特別是在傳統的籃球投籃動作訓練模式下，運動員并不可能全身心地投入并感受節奏，因此訓練效果比較有限，而借助虛擬現實技術進行訓練以后，運動員將會在最恰當的訓練環境中，感受自身身體信息的變化等，這能夠有效提升投籃動作的標準化程度，在此基礎上，教練員可適當提供指導，讓運動員逐漸掌握正確的投籃節奏，與傳統的授課手段比較起來，虛擬現實技術的應用效果，無疑更加突出。

4.4 利用VR設計核心力量訓練方案

投籃動作對運動員核心力量的要求比較高，核心力量不足的運動員，往往無法在高強度的競技中，保持標準的投籃動作，最終的命中率也會有所下降，這一問題在過去的很長一段時間內，困擾著運動員和教練員［5］。而利用虛擬現實技術設計核心力量訓練方案，則是一種新的嘗試，能夠有效地解決這一問題。實際上，每一個運動員的身體素質和不足之處都截然不同，沒有任何一種“一刀切”式的運動訓練方案能夠適配所有的運動員，強行要求所有人都按照統一標準進行訓練，反而可能造成不良后果。因此，教練員可利用虛擬現實技術對運動員核心力量進行模擬分析，并根據其不足之處，確定訓練方案。在制訂出訓練方案以后，可要求運動員借助虛擬現實設備，對運動方案進行了解和學習，確認他們掌握訓練要點之后，再進行實際訓練，這樣一來，運動員的核心力量必然能得到提升，發生運動損傷的幾率也會大幅度下降。除此之外，教練員還需要每隔一段時間，對運動員核心力量進行分析，及時調整訓練方案，在虛擬現實技術的支持下，為優化運動員投籃動作做出努力。應用虛擬現實技術，不僅可以完成知識的傳授，而且可以完成動作和技能的傳授。只要有適當的模型庫，學生只要戴上虛擬現實眼鏡，就可以身臨其境地看到動作的完成過程，而且，由于這種過程是由計算機控制的，因此學生可以不斷地重復觀看，放慢速度從不同角度觀看，甚至親身參與動作過程。其應用領域可以涵蓋籃球教學的大部分內容，如籃球基本技術：運球、傳球、突破、投籃、組合技術等；基本戰術：進攻戰術、防守戰術等；規則與裁判：規則介紹、裁判原則、比賽組織等。在教學中，學生可以自由控制教學進度，可以根據自身情況，有選擇地學習重點內容，這不僅實現了因材施教，而且也減輕了教師的負擔，可以在很大程度上解決師資力量不足的問題。

4.5 研發基于VR的籃球投籃仿真輔助教材

籃球運動始終在不斷地發展和進步當中，在各種各樣的比賽與競爭當中、在相互促進和制約的過程中，籃球運動的投籃技戰術與規則，也在持續不斷地發展，這使得一部分籃球運動普及與培訓教師和教練員，面臨著技術動作更新不及時的問題，教練員所提出的投籃技術動作，并不都能符合最新的籃球運動投籃規范，即使是專業級教練員也可能因退居在二線，而不能及時接觸和學習最新的籃球運動投籃動作，特別是在教練員年齡不斷增長、技術身體素質逐漸退化以后，他們也并不能保證教學和訓練中的每一次投籃示范都正確且標準。在這種情況下，運用虛擬現實技術進行投籃動作訓練，往往能取得意料之外的效果。除了上文已經提到過的一系列措施之外，還需要盡快研發基于VR的籃球投籃仿真輔助教材，保證投籃動作訓練的效果［5］。在這個過程中，需要做好以下工作。第一，要合理進行虛擬場館建模。在借助3D 軟件構建虛擬場館的過程中，設計人員要以實際的籃球運動場館建筑設計圖為參考，按比例還原虛擬場館尺寸，確保虛擬現實技術支持下的投籃動作訓練效果。第二，要保證虛擬運動員角色建模準確性。借助3dmax和Maya等技術開展建模工作，它們是目前最流行、最常用的三維圖形和動畫軟件，具有極其完善的建模和動畫功能，以此為基礎進行建模是提升投籃動作訓練質量的不二之選。第三，為確保投籃動作訓練效果，還需要做好主程序與功能模塊設計、技術動作交互程序設計與功能模塊的設計工作。

4.6 VR技術支持下籃球投籃訓練其他優化策略

第一，要對虛擬現實技術頭戴設備及其他輔助設備的材料進行優化，使之更加輕便實用，提升投籃動作訓練舒適性，避免長時間攜帶及操作帶來的疲勞問題。第二，根據對虛擬現實技術在投籃動作訓練中的實際運用情況來看，教練員需要對大量的訓練實例進行分析和學習，從而在虛擬現實技術的支持下，優化投籃動作訓練效果［6］。最后，應繼續進行更多大數據統計，從而編制更貼合投籃動作訓練實際情況的場景，提升訓練質量。

5 結語

籃球是一種以手為中心的身體對抗性體育運動，在奧運會等重大賽事中扮演著重要的角色，其起源于美國，后被推廣到全世界，并迅速得到了世界人民的認可和喜愛。我國的籃球運動競技訓練模式目前已經比較成熟，特別是針對投籃動作的訓練，更是十分完善，但是運動員身體不協調、核心力量不足等問題，還是影響了投籃的命中率。借助虛擬現實技術進行投籃動作的優化訓練，是目前比較先進的一種訓練方法，教練員需要根據實際情況和虛擬現實技術的功能，為運動員提供最優指導，提升其投籃動作的標準化水平和投籃命中率。