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籃球運(yùn)動中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用教育論文
1．研究目的
隨著現(xiàn)代籃球運(yùn)動的發(fā)展，世界籃球被美國長時(shí)間統(tǒng)治的格局被打破，各國的籃球水平差距也在逐漸的縮小。我們知道在現(xiàn)代籃球比賽中，人的體能和精神的激發(fā)幾乎都達(dá)到了極限，勝敗往往只在毫厘之間，僅靠強(qiáng)健的肌肉和良好的競技狀態(tài)已很難獲勝，運(yùn)動員們越來越多地要依靠科學(xué)家、教練員的智慧和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)!而隨著雅典奧運(yùn)會的閉幕，2008年中國奧運(yùn)會進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段，“科技奧運(yùn)”工程也已經(jīng)從先期的規(guī)劃準(zhǔn)備階段進(jìn)入到實(shí)施階段，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技日益發(fā)揮出巨大能量，并以強(qiáng)大的親和力滲透到現(xiàn)代體育的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。虛擬技術(shù)作為一項(xiàng)前瞻的科學(xué)技術(shù)，在現(xiàn)代體育中的地位日益上升，顯示出了傳統(tǒng)體育教學(xué)和訓(xùn)練等所不能比擬的優(yōu)越性。
我們知道在現(xiàn)代籃球運(yùn)動快速發(fā)展中不僅需要大量、直接、生動形象的教學(xué)素材，而且籃球技術(shù)不斷的提高，使普通教師和教練員有時(shí)在教學(xué)和訓(xùn)練中很難完成示范動作；有些戰(zhàn)術(shù)內(nèi)容因復(fù)雜多變使教練員一時(shí)也很難用言語和動作路線來表達(dá)清楚；同時(shí)在教學(xué)和訓(xùn)練過程中，運(yùn)動員有時(shí)需要有大量的觀察、模仿、反饋、修正等除了本體感覺外的感覺信號特別是視聽感覺。而虛擬仿真技術(shù)所具有的特征卻能很好彌補(bǔ)這些不足之處，這樣教練員不必是技術(shù)頂尖的人物甚至不必是國手級人物，運(yùn)動員也能很好的觀察到頂尖選手的技術(shù)動作以及聽到專家學(xué)者的解說。所以基于計(jì)算機(jī)3D的虛擬仿真技術(shù)不但可輔助傳統(tǒng)的教學(xué)和訓(xùn)練方式，另外也有利于激發(fā)運(yùn)動員的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的興趣和認(rèn)知主體作用的能力，有利于知識的獲取和實(shí)現(xiàn)對教學(xué)訓(xùn)練信息的有效組織與管理，為教學(xué)和訓(xùn)練提供一個(gè)較理想的環(huán)境。
所以基于計(jì)算機(jī)3D的虛擬仿真技術(shù)作為新的教學(xué)媒體，它的出現(xiàn)對現(xiàn)代籃球技戰(zhàn)術(shù)的教學(xué)和訓(xùn)練提供了新的教學(xué)環(huán)境和工作平臺，它產(chǎn)生了不可估量的影響。在這種背景下，采用虛擬技術(shù)對于積極探索現(xiàn)代籃球的技戰(zhàn)術(shù)的發(fā)展和變革教學(xué)訓(xùn)練方式有著重要的意義。
2．研究方法
2．1 專家討論法：
在2004年11月25日來自中國科學(xué)院、清華大學(xué)、首信集團(tuán)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、曲阜師范大學(xué)、沈陽體育學(xué)院、南京大學(xué)、南京師范大學(xué)等幾十個(gè)高校院所共40位專家學(xué)者在國家體育總局體育科學(xué)研究所就體育系統(tǒng)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)問題進(jìn)行了學(xué)術(shù)討論。
2．2 計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)法：就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在籃球中的應(yīng)用方面在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行了模擬和設(shè)計(jì)。
2．3 文獻(xiàn)資料法：就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)問題查閱了國內(nèi)外相關(guān)資料。
3．結(jié)果與分析
3．1 虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念及基本特征
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立一種逼真的虛擬環(huán)境，集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智能、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，瀏覽者通過數(shù)字手套、立體頭盔、立體眼鏡和三維鼠標(biāo)等傳感器與計(jì)算機(jī)發(fā)生聯(lián)系，從而減小人機(jī)差距，最終產(chǎn)生一個(gè)擬人化的三維信息環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，人們的視覺、聽覺和觸覺等的感受像是在真實(shí)的環(huán)境中一樣，即有“身臨其境”的感覺，人們可以沉浸在這個(gè)環(huán)境中與環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。這就是它的所謂“沉浸性”、“實(shí)時(shí)性”和“主動的交互性”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)極具發(fā)展前途和實(shí)際應(yīng)用前景的技術(shù)，已經(jīng)運(yùn)用到了很多領(lǐng)域，如生產(chǎn)監(jiān)控、教育訓(xùn)練、教學(xué)導(dǎo)覽、設(shè)計(jì)與規(guī)劃等。
3．2 現(xiàn)代籃球運(yùn)動中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用
3．2．1 彌補(bǔ)現(xiàn)代籃球教學(xué)訓(xùn)練條件的不足。在現(xiàn)代籃球教學(xué)訓(xùn)練中，往往因?yàn)樘鞖�、場地、器材、�?jīng)費(fèi)等方面的原因，從而使一些教學(xué)和訓(xùn)練課無法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以了解籃球技戰(zhàn)術(shù)，獲得與真實(shí)感覺一樣的體會，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。
3．2．2 避免高難度和復(fù)雜的技術(shù)動作所帶來的運(yùn)動傷害。隨著現(xiàn)代籃球技術(shù)的高度發(fā)展，籃球的對抗性和高空爭奪的競爭越來越激烈，技術(shù)難度也越來越高。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬動作實(shí)驗(yàn)(必須與籃球運(yùn)動實(shí)際相結(jié)合以及結(jié)合人體科學(xué)和人體運(yùn)動規(guī)律等)，則可以免除這種顧慮。學(xué)生和運(yùn)動員在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以放心地去做各種高難度的動作。例如，高空的高難度的扣籃動作。
3．2．3 徹底打破空間、時(shí)間的限制。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以徹底打破時(shí)空的限制，足不出戶就可以觀看全世界優(yōu)秀運(yùn)動員的技戰(zhàn)術(shù)和世界著名教練員的技術(shù)指導(dǎo)和體驗(yàn)現(xiàn)代籃球理念。
3．2．4 可以虛擬人物形象。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以虛擬世界上著名的運(yùn)動員和教練員等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個(gè)人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。例如NBA2005游戲就是這樣的一個(gè)例子，在虛擬的游戲中我們可以選擇自己喜歡的球隊(duì)和運(yùn)動員，我們還可以同虛擬的喬丹、科比、姚明等全世界著名的運(yùn)動員同場競技，在虛擬的課堂學(xué)習(xí)氣氛中，我們還可以與虛擬的教練員、教師、運(yùn)動員等一起交流、討論，共同探討學(xué)習(xí)訓(xùn)練中的各種技戰(zhàn)術(shù)的問題，進(jìn)行合作化學(xué)習(xí)。
3．3 籃球運(yùn)動中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生及運(yùn)動員提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生和運(yùn)動員能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個(gè)角色，可以和世界上著名的運(yùn)動員和教練員一起同場競技，這對調(diào)動學(xué)生和運(yùn)動員的學(xué)習(xí)積極性，突破技戰(zhàn)術(shù)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。虛擬仿真技術(shù)可以虛擬出世界上著名的運(yùn)動員和教練員，還可以仿真出著名的運(yùn)動員的技術(shù)和著名教練員的戰(zhàn)術(shù)，使體育訓(xùn)練擺脫純粹的依靠經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)，進(jìn)入理論化、數(shù)字化的時(shí)代。還可以把成績差的運(yùn)動員的動作捕捉下來建立3D仿真技術(shù)，將其與優(yōu)秀運(yùn)動員的動作進(jìn)行對比分析，從而幫助其訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。
3．3．1 輔助教學(xué)
虛擬仿真技術(shù)作為一種嶄新的科學(xué)技術(shù)，它不僅彌補(bǔ)了現(xiàn)代籃球教學(xué)方式的不足，同時(shí)也豐富了教學(xué)手段和方法，現(xiàn)代籃球技戰(zhàn)術(shù)復(fù)雜多變，教師和教練員在教學(xué)和訓(xùn)練時(shí)，有時(shí)很難用簡潔的語言來表達(dá)清楚這些復(fù)雜多變的技戰(zhàn)術(shù)，如果用虛擬仿真技術(shù)逼真的去展示，那么就會起到意想不到的效果，真正做到事半功倍!
3．3．2 輔助設(shè)計(jì)
3．3．2．1 建立虛擬仿真人物和虛擬環(huán)境。用虛擬仿真技術(shù)可以仿真出世界上最優(yōu)秀的運(yùn)動員和教練員，利用交互的特點(diǎn)可以同他們同場競技。
3．3．2．2 以三維方式虛擬仿真技術(shù)動作。通過形象化的方式讓運(yùn)動員更容易、更快速地掌握技術(shù)動作要領(lǐng)，從而大幅度地提高運(yùn)動員整體運(yùn)動技能水平。這項(xiàng)技術(shù)不僅可以用于日常訓(xùn)練，而且還可以用于(國際)教練員、運(yùn)動員和裁判員培訓(xùn)。
3．3．2．3 新動作設(shè)計(jì)與技術(shù)動作標(biāo)準(zhǔn)化�？梢跃庉�、修改、設(shè)計(jì)新動作(必須與籃球運(yùn)動實(shí)際相結(jié)合以及結(jié)合人體科學(xué)和人體運(yùn)動規(guī)律等)，通過該工具還可以讓教練員設(shè)計(jì)出自己頭腦中“理想”的動作，據(jù)此建立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)動作庫，用于教學(xué)與(國際)培訓(xùn)，提高比賽成績。
3．3．2．4 技術(shù)動作分析�？梢詫夹g(shù)動作做量化分析，并以圖形方式展示分析結(jié)果，包括位移、速度、力等。在此基礎(chǔ)上，可以對“理想”動作與運(yùn)動員技術(shù)動作做深層次的分析，并給出運(yùn)動員改進(jìn)技術(shù)動作的指導(dǎo)性意見。
3．3．2．5 戰(zhàn)術(shù)模擬和分析�，F(xiàn)代籃球技戰(zhàn)術(shù)豐富而復(fù)雜多變，教練員可以利用仿真技術(shù)虛擬對手的戰(zhàn)術(shù)變化和特點(diǎn)，以直觀逼真的3D動畫仿真技術(shù)展示出來，這樣運(yùn)動員便能很形象、生動地觀察到對手的戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)，從而教練員根據(jù)對手的特點(diǎn)，有針對的制定出相應(yīng)的破解戰(zhàn)術(shù)和對策，這樣在比賽中更容易取得比賽的勝利。
3．3．3 應(yīng)用培訓(xùn)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛的應(yīng)用于教練員和裁判員培訓(xùn)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種嶄新的技術(shù)，給我們帶來了嶄新的教育思維，解決了以前我們無法解決的問題。在傳統(tǒng)的教練員崗位培訓(xùn)中以及裁判員培訓(xùn)中，往往采取傳統(tǒng)的教學(xué)方式，室內(nèi)的理論介紹和場地的臨場指導(dǎo)這兩種形式為主。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種嶄新的技術(shù)，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的籃球教學(xué)的不足，而且還提供了一種嶄新的教學(xué)平臺，我們足不出戶就有身臨其境的感覺，全新的3D虛擬動畫技術(shù)使復(fù)雜的內(nèi)容可以用簡單的方式來表達(dá)，使教學(xué)者更容易地去表達(dá)自己的教學(xué)思想和內(nèi)容，使學(xué)習(xí)者更直觀，形象，更容易理解教學(xué)者的教學(xué)思想和教學(xué)內(nèi)容。
3．3．4 成果展示
在以往的成果展示中，展示的方式往往采取文字、圖片、幻燈片、視頻等技術(shù)，而3D虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)讓參展者多了一種展示方式的選擇，它給傳統(tǒng)的展示注入了新鮮的血液，使得更加豐富多彩。例如：在大型的籃球比賽前，比賽組織者和贊助商往往要了解場地布置以及廣告布置，以往大多采用二維的平面設(shè)計(jì)，以圖片展示，現(xiàn)在我們就可以用3D虛擬仿真動畫技術(shù)來展示!再如：在大型籃球場地建造前的效果圖設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)單位往往采取平面設(shè)計(jì)圖紙來展示，而現(xiàn)在就可以采用3D虛擬仿真技術(shù)更好的來展示!又如：隨著恐怖主義在世界上活動的猖獗，一些國家在舉辦大型的籃球比賽中，往往會做反恐布置和訓(xùn)練以及以最快速度疏散人群等，這樣我們就可以預(yù)先用3D虛擬仿真技術(shù)來逼真的演示1
4．結(jié)論與建議
4．1 結(jié)論
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一個(gè)新型教學(xué)平臺，不但在籃球技術(shù)教學(xué)中可以應(yīng)用，在其他技術(shù)動作項(xiàng)目的教學(xué)中亦可推行，特別在以下方面應(yīng)用較為普及。
4．1．1 輔助教學(xué)：彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，豐富教學(xué)手段和方法。
4．1．2 輔助設(shè)計(jì)：虛擬仿真人物和環(huán)境以及仿真技術(shù)動作并進(jìn)行技術(shù)動作分析以及戰(zhàn)術(shù)模擬和分析等方面。
4．1．3 應(yīng)用培訓(xùn)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以應(yīng)用于教練員和裁判員培訓(xùn)中。
4．1．4 成果展示：可以應(yīng)用于場地布置以及戰(zhàn)術(shù)布置和模擬等。
4．2 建議
4．2．1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)只能作為籃球運(yùn)動中的一種輔助手段，要適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用于輔助教學(xué)、技術(shù)設(shè)計(jì)和分析、戰(zhàn)術(shù)模擬和分析，以及應(yīng)用培訓(xùn)和成果展示等方面，不能過多的強(qiáng)調(diào)甚至取代傳統(tǒng)的籃球教學(xué)和訓(xùn)練。
4．2．2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)要與籃球運(yùn)動實(shí)際相結(jié)合，如果脫離了實(shí)際那么猶如紙上談兵，就失去了價(jià)值。
目前，盡管虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件設(shè)備還比較昂貴，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚未普及。但是，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，我們相信，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一個(gè)新型教學(xué)平臺，以其自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力，不但在籃球技術(shù)教學(xué)中可以應(yīng)用，在其他技術(shù)動作項(xiàng)目的教學(xué)中亦可推行，我們相信最終會在整個(gè)體育領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。
主要參考文獻(xiàn)
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