祁峰

摘要：隨著2014年我國《關(guān)于加快發(fā)展體育產(chǎn)業(yè)促進(jìn)體育消費的若干意見》（簡稱《意見》）的頒布，2015年以來中國體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程呈現(xiàn)前所未有的新態(tài)勢，而將一些科技元素融入傳統(tǒng)的體育領(lǐng)域中，也將為中國的體育領(lǐng)域帶來一定的爆點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域。本文綜述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的原理和國內(nèi)外研究應(yīng)用進(jìn)展，其目的在于把虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到體育領(lǐng)域，為人類體育運動的發(fā)展提供新的元素和思路，使人們的體育運動方式越來越多元化、娛樂化。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；體育；應(yīng)用；新元素；多元化；娛樂化

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實（ Virtual reality， VR ）技術(shù)是一種綜合計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的最新技術(shù)， 也是力學(xué)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、機構(gòu)運動學(xué)等各種學(xué)科的綜合應(yīng)用。虛擬環(huán)境通常是由計算機生成并控制的， 使用戶身臨其境地感知虛擬環(huán)境中的物體， 通過虛擬現(xiàn)實的三維設(shè)備與物體接觸，從而真正地實現(xiàn)人機交互，可以說人處在虛擬環(huán)境之跟現(xiàn)實環(huán)境是沒有差別的。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的分類

現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要分為桌面虛擬現(xiàn)實、沉浸的虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實、分布式虛擬現(xiàn)實。

桌面虛擬現(xiàn)實利用個人計算機和低級工作站進(jìn)行仿真，將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口。常見桌面虛擬現(xiàn)實技術(shù)有：基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實QuickTime VR、虛擬現(xiàn)實造型語言VRML、桌面三維虛擬現(xiàn)實、MUD等。

沉浸的虛擬現(xiàn)實提供完全沉浸的體驗，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。它利用頭盔式顯示器或其它設(shè)備，把參與者的視覺、聽覺和其它感覺封閉起來，并提供一個新的、虛擬的感覺空間，并利用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、其它手控輸入設(shè)備、聲音等使得參與者產(chǎn)生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。常見的沉浸式系統(tǒng)有：基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)、投影式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)。常見的沉浸式系統(tǒng)有：基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)、投影式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)。增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實不僅是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，也就是增強現(xiàn)實中無法感知或不方便的感受。

增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實不僅是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，也就是增強現(xiàn)實中無法感知或不方便的感受。典型的實例是戰(zhàn)機飛行員的平視顯示器，它可以將儀表讀數(shù)和武器瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)投射到安裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，它可以使飛行員不必低頭讀座艙中儀表的數(shù)據(jù)，從而可集中精力盯著敵人的飛機或?qū)Ш狡睢?/p>

分布式虛擬現(xiàn)實是指多個用戶通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接在一起，同時參加一個虛擬空間，共同體驗虛擬經(jīng)歷，那虛擬現(xiàn)實則提升到了一個更高的境界，這就是分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。在分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，多個用戶可通過網(wǎng)絡(luò)對同一虛擬世界進(jìn)行觀察和操作，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。目前最典型的分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是SIMNET，SIMNET由坦克仿真器通過網(wǎng)絡(luò)連接而成，用于部隊的聯(lián)合訓(xùn)練。通過SIMNET，位于德國的仿真器可以和位于美國的仿真器一樣運行在同一個虛擬世界，參與同一場作戰(zhàn)演習(xí)。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)三大特征：1） 沉浸感（ Immersion） ： 計算機生成的虛擬世界給人一種身臨其境的感覺。2） 交互性（ Interaction） ： 人能夠以很自然的方式跟虛擬世界中的對象進(jìn)行交互操作或者交流， 著重強調(diào)使用手勢、體勢等身體動作（ 主要是通過頭盔、數(shù)據(jù)手套 、數(shù)據(jù)衣等來采集信號） 和自然語言等自然方式的交流。3） 構(gòu)想（ Imagination）： 虛擬環(huán)境可使用戶沉浸其中并且獲取新的知識， 提高感性和理性認(rèn)識， 從而使用戶深化概念和萌發(fā)新意。因而可以說 ， 虛擬現(xiàn)實可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維 。

4.現(xiàn)階段中國體育領(lǐng)域大環(huán)境

4.1政策紅利覆蓋全國

2015年，在利好政策不斷出臺的情況下，體育產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展時期。據(jù)國家體育總局統(tǒng)計，《意見》發(fā)布一年來，包括體育總局在內(nèi)的有關(guān)部門已經(jīng)出臺了15份配套文件，另有 8套文件已經(jīng)形成初稿。文件制定涉及發(fā)改委、公安部、新聞出版廣電總局、旅游局等多個部門。這些文件的制定和出臺，使廣受社會關(guān)注的賽事審批、賽事轉(zhuǎn)播、安保服務(wù)和大型體育場館等問題取得了階段性的進(jìn)展。

在地方貫徹方面，截至目前，已有31個省區(qū)市出臺了本地區(qū)的實施意見。2015年10月，國家體育總局局長劉鵬在全國體育產(chǎn)業(yè)工作會上透露，據(jù)不完全統(tǒng)計，各?。ㄊ?、區(qū)）上報的2025年體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模總和已經(jīng)達(dá)到7億。

4.2資本搶奪核心資源

2015年8月27日，萬達(dá)集團王健林以6.5億美元收購了美國世界鐵人公司100%的股權(quán)。阿里巴巴獲得世俱杯冠名權(quán)的消息在2015年12月引起各方關(guān)注，而相同級別的爆炸性消息在年內(nèi)頻繁出現(xiàn)。過去一年，體育產(chǎn)業(yè)投資大幅增加，國內(nèi)、國際體育賽事核心資源成為哄搶的對象。

4.3體育方式多元化，娛樂化

隨著全民體育概念的提出，體育逐漸走向民間，體育的多元化，娛樂化也因此而加深。提高國民身體素質(zhì)是當(dāng)前的中國體育的根本目標(biāo)，為了使體育更加親民，越來越多的科技元素，娛樂元素加入原本一板一眼，枯燥無味的體育運動中。近年來，越來越多的體感設(shè)備與體育相結(jié)合，受到了廣大體育愛好者額歡迎，特別是一些由于場地限制的體育運動項目，如高爾夫，網(wǎng)球，在體感虛擬的環(huán)境中，都可以盡情的體驗體育帶來的快樂。

5.虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于體育增加其娛樂性

5.1為體育觀賽帶來娛樂體驗

體育賽事最需要的莫過于身臨其境的現(xiàn)場感，通過自由切換，實時流暢的虛擬現(xiàn)實動態(tài)直播，觀眾可以排除周邊的干擾，全身心、近距離地感受到圖像帶來的震撼感和沖擊力，觀賽體驗比之收看傳統(tǒng)轉(zhuǎn)播大為提升。大大增加了觀賽的娛樂體驗感。

5.2為體育訓(xùn)練娛樂訓(xùn)練方法

根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)， 通過相應(yīng)的三維圖形圖像庫構(gòu)架模擬訓(xùn)練環(huán)境， 包括訓(xùn)練場背景、比賽的場景、各種賽場裝置和相關(guān)人員等， 為受訓(xùn)者營造一種逼真、生動的立體訓(xùn)練環(huán)境。利用虛擬系統(tǒng)設(shè)計出“有生命”的草坪，以增強臨場感覺， 達(dá)到模擬訓(xùn)練的效果， 提高訓(xùn)練質(zhì)量。于此同時，因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)有沉浸感這一特性，運動員可以完全進(jìn)去虛擬現(xiàn)實設(shè)定的環(huán)境中，在這種環(huán)境可以增加體育訓(xùn)練的娛樂性，使原本枯燥的體育訓(xùn)練變得有趣起來，以此來提升運動員的訓(xùn)練積極性。

很多國家訓(xùn)練隊都已經(jīng)在教學(xué)、訓(xùn)練中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，如用Be-yondSport的VR技術(shù)對足球訓(xùn)練進(jìn)行實時的沙盤演練、視頻分析、戰(zhàn)術(shù)復(fù)盤以幫助足球隊提升教學(xué)水平，且以后還計劃在更多球隊、賽事中推進(jìn)。通過大數(shù)據(jù)整合等為體育活動提供戰(zhàn)術(shù)輔助訓(xùn)練，VR目前已經(jīng)在棒球、賽馬、橄欖球等多個項目得到廣泛應(yīng)用。由此可見，在不久的將來，VR設(shè)備有望成為各賽事職業(yè)俱樂部和球隊的剛需產(chǎn)品。

5.3為全民健身帶來新的娛樂方式

全民健康是國家綜合實力的重要體現(xiàn)，是經(jīng)濟社會發(fā)展進(jìn)步的重要標(biāo)志。全民健身是實現(xiàn)全民健康的重要途徑和手段，是全體人民增強體魄、幸福生活的基礎(chǔ)保障。實施全民健身計劃是國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)想性這一特點，可以為參加大眾健身的用戶營造一個有趣，娛樂的虛擬健身場景，在愉快的心情下完成健身。

目前基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的健身應(yīng)用層出不窮，Sanzaru開發(fā)的《VR體育挑戰(zhàn)》是這類體育游戲的一大代表。在該游戲中，借助Oculus Rift的動作感應(yīng)手柄，玩家可以以第一人稱視角暢玩橄欖球、籃球、曲棍球和棒球等美國四大主流運動，游戲氣氛不亞于風(fēng)靡全球的《NBA嘉年華》。無獨有偶，美國公司Vir Zoom也推出了一套將健身單車、VR設(shè)備與小游戲結(jié)合起來的健身設(shè)備，創(chuàng)造出戴著VR眼鏡騎著單車開F1的奇效

6.總結(jié)

隨著虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，技術(shù)將不斷滲入體育產(chǎn)業(yè)鏈條的各個環(huán)節(jié)，越來越多的公司開始滲入虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，體育產(chǎn)業(yè)與虛擬現(xiàn)實的結(jié)合會越來越密切，特別是虛擬現(xiàn)實的三大特性會完全顛覆傳統(tǒng)體育產(chǎn)業(yè)，為體育產(chǎn)業(yè)增加更多的娛樂性，推動體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)還處于技術(shù)紅利階段，只有未來過渡到內(nèi)容紅利階段，才算真正的站穩(wěn)了腳跟。希望虛擬現(xiàn)實能夠為體育產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造更大的商業(yè)娛樂價值和社會價值。

參考文獻(xiàn)

[1]Cannon Smash. CSmash[ OL] . http ：// ww w.utmc.or.jp/ ～nan/ csmash/ ， 2002.

[2]Pan Zhigeng ， XuWeiwei ， Huang Jin ， et al.EasyBow ling ：Asmall bow ling machine based on vi rtualsimulat ion [J].Computers&Graphics ， 2003 ， 27（2）：231 ～ 238.

[3]張占龍，羅辭勇，何為.虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述.2005年系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議.

[4]陳健，姚頌平.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在體育運動技術(shù)仿真中的應(yīng)用[J]，體育科學(xué)，2006（9）：34-40.

[5]宋麗.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對競技體育進(jìn)行仿真訓(xùn)練的探討[J]，西安郵電學(xué)院學(xué)報2007，12（6）.

[6]李艷波，張菁.網(wǎng)球比賽仿真系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).[D]：2008.

[7]陽小濤，楊克撿。虛擬人建模及游泳運動控制技術(shù)的研究.[D]：2009.169.

[8]劉衡，馮婷.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學(xué)模式的實踐與思考.北京師范大學(xué)學(xué)報，2013，12.