篮球运动中虚拟现实技术的应用(一).pdf

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1、篮球运动中虚拟现实技术的应用(一)1研究目的随着现代篮球运动的发展，世界篮球被美国长时间统治的格局被打破，各国的篮球水平差距也在逐渐的缩小。我们知道在现代篮球比赛中，人的体能和精神的激发几乎都达到了极限，胜败往往只在毫厘之间，仅靠强健的肌肉和良好的竞技状态已很难获胜，运动员们越来越多地要依靠科学家、教练员的智慧和先进的科学技术!而随着雅典奥运会的闭幕，2008 年中国奥运会进入倒计时阶段，“科技奥运”工程也已经从先期的规划准备阶段进入到实施阶段，以计算机技术为代表的现代科技日益发挥出巨大能量，并以强大的亲和力渗透到现代体育的各个领域当中。虚拟技术作为一项前瞻的科学技术，在现代体育中的地位日益上

2、升，显示出了传统体育教学和训练等所不能比拟的优越性。我们知道在现代篮球运动快速发展中不仅需要大量、直接、生动形象的教学素材，而且篮球技术不断的提高，使普通教师和教练员有时在教学和训练中很难完成示范动作；有些战术内容因复杂多变使教练员一时也很难用言语和动作路线来表达清楚；同时在教学和训练过程中，运动员有时需要有大量的观察、模仿、反馈、修正等除了本体感觉外的感觉信号特别是视听感觉。而虚拟仿真技术所具有的特征却能很好弥补这些不足之处，这样教练员不必是技术顶尖的人物甚至不必是国手级人物，运动员也能很好的观察到顶尖选手的技术动作以及听到专家学者的解说。所以基于计算机 3D 的虚拟仿真技术不但可辅助传统的

3、教学和训练方式，另外也有利于激发运动员的学习和训练的兴趣和认知主体作用的能力，有利于知识的获取和实现对教学训练信息的有效组织与管理，为教学和训练提供一个较理想的环境。所以基于计算机 3D 的虚拟仿真技术作为新的教学媒体，它的出现对现代篮球技战术的教学和训练提供了新的教学环境和工作平台，它产生了不可估量的影响。在这种背景下，采用虚拟技术对于积极探索现代篮球的技战术的发展和变革教学训练方式有着重要的意义。2研究方法 2 1 专家讨论法：在 2004 年 11 月 25 日来自中国科学院、清华大学、首信集团、浙江大学、北京航空航天大学、上海交通大学、曲阜师范大学、沈阳体育学院、南京大学、南京师范大学

4、等几十个高校院所共 40 位专家学者在国家体育总局体育科学研究所就体育系统仿真与虚拟现实技术问题进行了学术讨论。22 计算机模拟设计法：就虚拟现实技术在篮球中的应用方面在计算机中进行了模拟和设计。23 文献资料法：就虚拟现实技术(VR)问题查阅了国内外相关资料。3结果与分析 31 虚拟现实的基本概念及基本特征 虚拟现实技术(VirtualReality)是利用计算机技术建立一种逼真的虚拟环境，集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果，浏览者通过数字手套、立体头盔、立体眼镜和三维鼠标等传感器与计算机发生联系，从而减小人机差距，最终产生一个拟人化的三维信息环

5、境，在这个环境中，人们的视觉、听觉和触觉等的感受像是在真实的环境中一样，即有“身临其境”的感觉，人们可以沉浸在这个环境中与环境进行实时交互。这就是它的所谓“沉浸性”、“实时性”和“主动的交互性”。虚拟现实技术是一项极具发展前途和实际应用前景的技术，已经运用到了很多领域，如生产监控、教育训练、教学导览、设计与规划等。32 现代篮球运动中虚拟现实技术的作用 3 2 1 弥补现代篮球教学训练条件的不足。在现代篮球教学训练中，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。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以了解篮球技战术，获得与真实感觉一样的体会，

6、从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。322 避免高难度和复杂的技术动作所带来的运动伤害。随着现代篮球技术的高度发展，篮球的对抗性和高空争夺的竞争越来越激烈，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(必须与篮球运动实际相结合以及结合人体科学和人体运动规律等)，则可以免除这种顾虑。学生和运动员在虚拟实验环境中，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。323 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篮球理念。324 可以虚拟人物形象。虚拟现实系统可以虚拟世界

7、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环境。例如 NBA2005 游戏就是这样的一个例子，在虚拟的游戏中我们可以选择自己喜欢的球队和运动员，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。33 篮球运动中虚拟现实技术的应用 虚拟现实技术能够为学生及运动员提供生动、逼真的学习环境，学生和运动员能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，可以和世界上著名的运动员和教练员一起同场竞技，这对调动学生和运动员的学习积极性，突

8、破技战术的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟仿真技术可以虚拟出世界上著名的运动员和教练员，还可以仿真出著名的运动员的技术和著名教练员的战术，使体育训练摆脱纯粹的依靠经验的状态，进入理论化、数字化的时代。还可以把成绩差的运动员的动作捕捉下来建立 3D 仿真技术，将其与优秀运动员的动作进行对比分析，从而帮助其训练。虚拟现实技术在远程教学中的应用主要有以下几个方面。331 辅助教学 虚拟仿真技术作为一种崭新的科学技术，它不仅弥补了现代篮球教学方式的不足，同时也丰富了教学手段和方法，现代篮球技战术复杂多变，教师和教练员在教学和训练时，有时很难用简洁的语言来表达清楚这些复杂多变的技战术，如果用虚拟仿真技术逼真的去展示，那么就会起到意想不到的效果，真正做到事半功倍!332 辅助设计 3321 建立虚拟仿真人物和虚拟环境。用虚拟仿真技术可以仿真出世界上最优秀的运动员和教练员，利用交互的特点可以同他们同场竞技。3322 以三维方式虚拟仿真技术动作。通过形象化的方式让运动员更容易、更快速地掌握技术动作要领，从而大幅度地提高运动员整体运动技能水平。这项技术不仅可以用于日常训练，而且还可以用于(国际)教练员、运动员和裁判员培训。