虚拟现实技术在大学教育中的应用研究

    摘 要：随着科学技术的快速发展，虚拟现实技术在我们的生活中得到了广泛的应用，尤其是在体育教学中。文章着重研究了虚拟现实技术在体育教学和训练中的应用，以期为虚拟现实技术的实际应用提供一定理论基础。

    关键词：虚拟现实技术；体育教学；体育训练；应用方法

    我们所说的虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是一种由计算机生成的模拟环境，这项技术需要各种传感设备来实现。这项技术最早是由美国人在80年代提出的，一直到了90年代才有较为快速的发展。可以这样说，这项技术的出现标志着全球的信息科学技术又上了一个新的台阶，包含计算机图形学、智能技术、传感技术和语音处理技术等多项技术，这项技术想要实现的是表现多方面多形式的多维信息，将视觉和听觉很好地融合，给人们带来一种不一样的体验。目前虚拟现实技术在我国的应用十分广泛，比如航天航空、医学实习、建筑和军事设计、体育教学等，这项技术在这些领域的成功应用，标志着我国计算机事业的发展之快。而且虚拟现实技术在教育事业中的应用，给教育事业的发展也带来了比较深远的影响，它可以非常生动地表现教学的内容，这样的课堂教学氛围，不仅能够提高学生们的学习兴趣，还能提高课堂教学质量。

    1 虚拟现实技术特征及其类型

    1.1 虚拟现实技术特征

    1.1.1 沉浸型

    虚拟现实技术给人们带来的是一种身临其境的体验，当人们所处的方位和位置发生变化时，人们所看到的图像也是在不断变化的，这是因为虚拟现实技术结合人们视觉和听觉的特点，利用计算机技术呈现出三维立体图像，再通过一些自然交互设备就可以正常运行了，其主要目的是给人们带来一种身临其境的感觉。

    1.1.2 交互型

    虚拟现实技术所实现的交互是一种非常自然的交互，只需要通过一些自然设备即可完成，目前我们常见的交互设备有VR眼镜、电脑、头盔和数据手套等，而且还可以根据使用者的需求不同，呈现不同的图像和用户体验。

    1.1.3 多感知型

    由于虚拟现实技术是根據人们的视觉、听觉和触觉等实现的一种计算机模拟技术，所以人们在体验这项技术时，也可以很好地感知这些方面，带来的是一种更高一级的体验，而且这种感觉还是无法描述的感觉。

    1.2 虚拟现实技术的类型

    1.2.1 沉浸型虚拟现实系统

    这个系统是一个比较复杂的系统，使用者在体验的过程中必须佩带相应的设备，比如数据手套和头盔等，只有这样才能很好地实现与虚拟世界的交互，因为这个系统的隔离效果超强，所以用户在体验的过程中，可以更加全身心地投入到其中去。但是唯一美中不足的就是这个系统使用成本较高，而且所使用的设备价格昂贵，不适合我国广大人民的消费水平。

    1.2.2 简易型虚拟现实系统

    这个系统相对于沉浸型虚拟现实系统就比较简单了，只要一台计算机就可以很好地完成与虚拟世界的交互。例如在旅游业的市场营销中，目前在网上出现了虚拟现实旅游，让使用者置身于一个由计算机模拟出来的世界中。这个世界既可以是现实世界（如三峡、九寨沟）的模拟，也可以是一个完全虚构的世界（如太空、外星球等），使用者在其中可以看、可以听、可以嗅，还可以有触觉上的感受。这种虚拟现实的旅游体验，可能会有两种发展方向：（1）给旅游者以全面的旅游体验，使之真正成为一种全新的旅游方式；（2）作为现实中的旅游地在网络中的产品，让旅游者在实地旅游之前可以先对准备购买的旅游产品有一定的了解。这种形式的广告，效果无疑会比图片之类的广告更吸引人。

    1.2.3 共享型虚拟现实系统

    从今年开始共享这个概念就一直存在于我们的生活之中，例如共享小黄车、摩拜单车和共享雨伞的出现，这都很好地体现了共享这个概念，同样，虚拟现实技术也在很好地诠释共享这个概念，所以另一系统就是共享型虚拟现实系统，这个系统的实现主要靠远程网络，将不同区域、不同种族的用户联系起来，实现了多空间和多用户的共享，而且这个系统还可以通过单个网络对同一个虚拟实际进行观察和操作，以此达到共同工作的目的，让我们也能够体验到虚拟世界带给我们的乐趣。

    2 虚拟现代技术在体育教学中的作用

    虚拟现代技术应用到我国的教育领域是一项重大的发展，同时应用到体育教学中也是一个较大跨度的飞跃。虚拟现代技术可以使人们感受到身临其境，参与者和虚拟环境之间是不可分的，可以互相作用、互相影响。参与者和虚拟环境都是这一个整体的主要组成部分。与之前的教学模式相比有了很大的改进和完善，虚拟现代技术在如今的教学中可以说是一项新型的教学方式，同时也有着自身在体育教学的作用，符合现代社会发展的潮流。

    2.1 避免体育教学中对学生自身带来的伤害

    现代的体育教学中很受学生欢迎的项目有拳击、跆拳道等，这些都是一些有一定对抗性的体育项目。在教学中很难避免会给学生带来意外伤害，因为危险系数很高，所以有些学校干脆直接不开设这些对抗性的课程。利用虚拟现代技术进行体育项目的虚拟练习，可以直接避免会给学生造成意外伤的顾虑。在学校设定好的虚拟环境中可以让学生大胆地去和虚拟环境所设计的对手进行对抗性的搏斗练习，同时却不用担心受伤的问题。除此之外，虚拟环境还可以对学生的动作进行客观智能的评价，快速地指出学生的不足，提高学生的训练效率。

    2.2 弥补教学设施建设的不足

    在学校开设的体育课类型往往要受到学校设施、建设场地的限制，因此将会删减大部分经费过高、设施较高端的体育课，这也就使得好多学生喜欢的体育课无法开课，比如射击、赛车、野外生存等项目。但是在体育课中应用虚拟现代技术就会有很大的改善，甚至可以直接弥补这其中的不足，学生在虚拟的环境中练习，不用受到学校场地设施的约束，并且可以在虚拟的环境中感受到和真实环境的感受。在虚拟现代技术的应用中，运用了计算机的智能化特点，实现的虚拟技术的人机交换，也使得体育教学有了一定的特殊性和个性化。

    2.3 彻底打破时间空间的限制

    在虚拟化现代技术的应用中，看不到、摸不到的物体甚至没有感受过的危险场所等，都能在虚拟环境中体现出来，又或者这个自然界根本不存在的事物，也可以根据它固有的特性在虚拟的环境中生成，这些的出现已经彻底地打破时间和空间的约束和限制。例如在足球射门的教学过程中，传统的教学模式可能会应用多媒体技术来展现射门的动作，一般也就通过几个动作的慢镜头来完成射门的全过程，而射门的动作也都是经过慢镜头剪辑出来的。但是应用到虚拟设备就会有很大的不同了，从上到下、从左到右、从前到后，可以从每一个你想看到的任何角度来看射门的全过程，可以生动地展现射门过程的技巧，提高学生训练技巧的效率。

    3 虚拟现实技术在体育教学中的应用

    虚拟现实技术是在体育教学中充分应用的一项技术，虚拟技术在体育教学发展中使教学技术不断地更新生成不同的设备，使学生可以在虚拟的环境中全身心投入进去，对学生的技能训练有很大的帮助。以下是虚拟现实技术在体育教学中的几个应用举例。

    3.1 技能训练

    利用虚拟现实技术可以将学生的技能训练有效地提高，比如在乒乓球训练的时候，可以通过虚拟现实技术和不同水平、不同技术手法的对手进行对打，来提高自己的技术能力，现实中是不能将这么多手法的人集合在一起的。虚拟现实技术可以在体育教学中让学生扮演不同的角色，开展针对性的训练，为学生能力的提高起到了推进作用。

    3.2 知识学习

    可以通过对虚拟现实技术在体育教学中的应用来让学生感到新奇，在現实生活中无法观察的生活状况以及事物变化的过程，都可以通过这个技术向学生表达出逼真的效果。另外还可以让抽象的理论概念变得更加直观形象，学生可以通过这种实时的教学方式，最大限度地开发自己的能力，提高体育教学中的教学质量。

    3.3 体育远程网络教学

    随着信息技术的不断发展和网络的成熟，在网络环境良好的情况下，将虚拟现实技术与体育的远程网络教学相互结合，将会成为一种革新换代的教学方式，可以对网络体育教学资源进行开发，将远程的体育教学作为教育界的重点来推进。并且随着时代的发展，这种网络授课的方式已经逐渐被各地的高校所采纳，人们对虚拟现实技术的要求不断地增高，虚拟现实技术也在不断地完善，所以开发一种虚拟现实技术的远程体育教学软件，具有很好的发展前景。

    4 结语

    虚拟现实技术在体育教学中的应用对体育教学的水平和发展都具有重要的意义。虽然现在虚拟现实技术在体育教学中的应用并不是很广泛，但是已经成为一种趋势，未来的体育教育将会和虚拟技术相互结合，作为一种新型的教学方式，用自己的强大功能在体育教学中发挥出优势。

    作者简介：刘会玲（1974— ），女，河南许昌，硕士，副教授；研究方向：体育教育训练。

    [参考文献]

    [1]郭汉，宋耀伟，张森木.基于计算机视觉的虚拟现实技术在体育教学中的应用研究[J].西北工业大学学报（社会科学版），2016（2）：92-96.

    [2]王继康.基于虚拟现实技术的体育教学创新探讨[J].自动化与仪器仪表，2015（5）：118-120.

    [3]张巍.刍议计算机“虚拟现实”技术在高校体育训练中的应用[J].文体用品与科技，2016 （2）：133.

    Abstract： With the rapid development of science and technology， virtual reality technology in our life has been widely used， especially in the physical education. This paper focuses on the application of virtual reality technology in physical education teaching and training， so as to provide a theoretical basis for the practical application of virtual reality technology.

    Key words： virtual reality technology； physical education； physical training； application method