VR体育

2015-08-11 16:35:20
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现代竞技体育正在向高、难、精、尖迅速发展,这 就使得体育训练更多地借助于现代科技手段.为了最大限度地挖掘人的潜能,现代体育需要科学技术不断地介入。基于VR的仿真强调多种感知能力、交互性和沉浸感等,而许多体育训练恰恰需要运动员的多种感觉(如视觉、听觉、触觉和嗅觉等)的共同参与.因此,随着VR技术进一步发展,基于VR的仿真必将在体育领域得到广泛的应用。

1.什么是虚拟现实体育

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虚拟现实体育


现代竞技体育正在向高、难、精、尖迅速发展,这 就使得体育训练更多地借助于现代科技手段.为了最大限度地挖掘人的潜能,现代体育需要科学技术不断地介入。基于VR的仿真强调多种感知能力、交互性和沉浸感等,而许多体育训练恰恰需要运动员的多种感觉(如视觉、听觉、触觉和嗅觉等)的共同参与.因此,随着VR技术进一步发展,基于VR的仿真必将在体育领域得到广泛的应用。

2.虚拟现实体育关键技术

(1)基于物理和生理的建模.

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基于物理和生理的建模

目前,基于VR的 体育仿真系统中的人体建模通常是指基于人体物理特性和生理特性的建模.人体物理特性是指人体形态、结构、素质、运动能力和适应能力等;生理特性主要包括脉搏、血压、肺活量等人体的新陈代谢指标和各器官、各系统的机能指标.美国、韩国和中国都有各自国家的虚拟人计划,目前中国已建成中国女虚拟人1号。

(2)虚拟人动画

由20世纪80年代发展至今,人体动画经历了4个发展阶段:运动学控制、动力学控制、基于控制器的运动控制和运动捕获.其中运动捕获技术具有高效、真实感强等特点,得到人体动画研究人员的高度重视。

(3)运动数据捕获

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运动数据捕获

运动捕获技术是利用传感器以三维的形式记录真实人体的动作,然后计算机根据所记录的数据驱动屏幕上的虚拟人.这种方法的最大优点是能够捕捉到人类真实运动的数据,由于生成的运动基本上是主体人运动的复制品,因此效果非常逼真,且能生成许多复杂的运动.比较典型的运动捕获设备有三大类:光学式设备、电磁式设备和机械式设备.运动捕获工作包括规划、原始数据获取、跟踪、辨识、骨架转换和对虚拟角色的映射等过程.运动捕获数据处理方法有运动信号处理、偏移映射、运动混合、运动纹理和运动图等。

(4)实时绘制和交互

由于虚拟体育仿真涉及到虚拟场景和虚拟人(运动员),在具有虚拟人参与的虚拟体育仿真环境中,实时绘制和交互就显得格外重要.实时绘制技术分为可见性判断、层次细节和基于图像的绘制技术.这里的交互概念主要指用户通过VR交互设备(电磁跟踪设备、摄像机、触觉设备、三维导航设备和口头或非口头通信设备等)与系统发生相互作用,如可以通过交互的方式选择人体物理特性等参数。

3.虚拟现实体育现状

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虚拟现实体育

尽管虚拟现实技术在体育领域中具有重要的作用,但是在目前的条件下,仍有 许多问题等待我们去解决:虚拟现实技术还不成熟,具有一定的局限性,交互的程度有待进一步开发;目前,虚拟现实设备多数是由国外生产,并且价格相当昂贵。因此,我们需要自主的开发虚拟现实的软硬件资源;增强教师对虚拟现实技术的理解、运用。虽然虚拟现实技术在应用上存在着很多问题和很高的难度,但虚拟现实技术进一步运用是社会发展的必然趋势。

4.虚拟现实体育的意义

(1)弥补现代教学训练条件的不足

在教学训练中,往往因为天气、场地、器材、经费等方面的原因,从而使一些教学和训练课无法进行。利用虚拟现实技术系统,可以弥补这些方面的不足,学生可以更深入的了解技战术,获得与真实感觉一样的体会,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解。

(2)避免高难度和复杂的技术动作所带来的运动伤害

随着现代技术的高度发展,运动的对抗性和技术难度也越来越高。利用虚拟现实技术进行虚拟动作实验则可以免除这种顾虑。参与者在虚拟实验环境中,可以放心地去做各种高难度的动作。例如,高空的高难度的扣篮动作、空中翻滚动作、高技术含量的拉球动作等。

(3)彻底打破空间、时间的限制

利用虚拟现实技术,可以彻底打破时空的限制,足不出户就可以观看全世界优秀运动员的技战术和世界著名教练员的技术指导和体验现代体育理念。并与世界顶尖运动员一起训练,享受一流的教练员待遇。3.1.4 可以虚拟人物形象 虚拟现实系统可以虚拟世界上著名的运动员和教练员等各种人物形象,创设一个人性化的学习、运动环境。例如NBA2005游戏就是这样一个例子,在游戏中我们可以选择自己喜欢的运动员和球队,我们还可以同虚拟的乔丹、科比、姚明等全世界著名的运动员同场竞技,在虚拟的课堂学习气氛中,我们还可以与虚拟的教练员、教师、运动员等一起交流、讨论,共同探讨学习训练中的各种技战术的问题,进行合作化学习。

(4)可以避免体育教学训练中的伤害事故

对于拳击、跆拳道等学生喜爱的对抗性很强的体育项目,在教学中很难避免伤害事故的发生,许多学校干脆就不开设类课程。利用虚拟现实技术进行虚拟练习,则可以免除这种顾虑。学生在虚拟现实环境中,可以放心大胆地去和虚拟对手进行搏斗,而不必担心有任何危险。同时还会对学生的动作做出评价,指出不足,提高训练效果

5.虚拟现实体育应用

(1)萨克拉门托国王队——用VR技术观看NBA比赛的先行者

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萨克拉门托国王队——用VR技术观看NBA比赛的先行者

虽然得到 NBA比赛的场边票是许多人愿望单上的大事,但人们会犹豫付那么多钱换来的体验值不值。 NBA比赛的场边票售价约2000美元,如果没法保证买来的体验让人满意,并不是太多人愿意花这笔钱。 萨克拉门托国王队在他们的营销系统引入VR技术,试图消除上述问题。简单来说,整个流程就是“在你买票之前先体验”。

Oculus是一家设计VR 技术的公司,现在把大部分业务都放在游戏方面。国王队使用 Oculus的Rift 头显,为欲购买场边票的人士提供真实体验,再现真正比赛时的气氛和感觉。 Rift技术联合低延迟星座追踪系统实现现场感——一种在现场看比赛的感觉。

经过三周的营销活动,国王队售出将近 850个边线座位,价格在200-300美元。要售出高价的场边票显然是个挑战,但国王队的总裁 Chris Granger告诉《体育新闻》,他有信心在接下来几周卖出新建的 Golden 1 Center的座位。 “这种讲故事的方式太强大了,” Granger说,“他们实际上可以在场边俱乐部走个来回,看到房间里的 Tahoe和Napa Valley 主题内容。对于人们期待的东西,这可以给他们巨大的安全感。这样一来,我们的球迷买票也买得舒心。”

(2)虚拟现实高尔夫球

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虚拟现实高尔夫球

除了服务于成年人室内竞技、训练和体育娱乐的虚拟体育设备之外,还有一些虚拟体育设备则可以说是专为健身者尤其是青少年人群度身打造的。这些器材集健身器材、游戏软件、运动测量硬件三者为一体,如数字跑步机、数字健身车、数字划船机等。这些体育虚拟现实设备的特点便是休闲娱乐元素的体现,随着运动而呈现的虚拟住址动画显示能够有效吸引青少年的注意力,从而达到一边玩游戏一边健身的目的,从而减少对网游的依赖。

6.虚拟现实体育前景

除了服务于成年人室内竞技、训练和体育娱乐的虚拟体育设备之外,还有一些虚拟体育设备则可以说是专为健身者尤其是青少年人群度身打造的。这些器材集健身器材、游戏软件、运动测量硬件三者为一体,如数字跑步机、数字健身车、数字划船机等。这些体育虚拟现实设备的特点便是休闲娱乐元素的体现,随着运动而呈现的虚拟住址动画显示能够有效吸引青少年的注意力,从而达到一边玩游戏一边健身的目的,从而减少对网游的依赖。