观察VR技术体育健美操仿真系统设计的有效性探究

时间：2024-09-03

黎兴西南财经大学天府学院

随着社会科技的进步，已经在我国的体育健美操教学训练中渐渐的应用了先进的现代化技术，而传统的健美操教学训练模式也已经随着时代的进步而逐渐消失。VR也就是虚拟现实，这种技术的出现为各行各业带来了新的发展思路，其中虚拟现实中的仿真技术也是属于系统仿真的一种技术形式，因此可以利用这一技术对健美操的运动规律以及动作训练的方式进行记录与模拟，促进健美操队形建设以及相关健美动作的规范化发展。

一、虚拟现实技术与健美操运动之间的联系

虚拟现实技术是一种利用计算机网络系统进行情境创建以及进行虚拟世界体验的一种现代化技术，而虚拟现实技术中的虚拟世界也就是一种拥有真实感的三维立体图形场景，这种虚拟的世界包括了现实世界的情境模拟，同时也可以根据不同的构想与设计进行幻想世界的创建。虚拟现实技术主要是通过用户的视觉、听觉以及触觉等方面途径，让用户与创建的情境之间产生一种交互式的仿真实体验，从而让用户产生一种身临其境的感受。这种虚拟现实技术的主要特点就是赋予人们想象力的同时，让人们与虚拟情境进行交互从而让人沉浸其中。而体育健美操运动也正是需要体操人员视觉以及听觉等各方面上的相互配合才能顺利的完成运动。VR技术在体育健美操仿真系统设计中的基本原理也就是，让健美操运动人员处在真实的物理空间中通过计算机硬件系统和传感器等各种相关技术设备以及虚拟现实引擎所创建的仿真情境进行沉浸与交互[1]。

二、体育健美操仿真系统的有效性设计

在虚拟现实技术中所使用的硬件设备是实现其功能的重要部分。在体育健美操中使用沉浸式分布的设计方式，利用显示器、位置追踪器等设备进行仿真设计，让用户体验到身临其境之感。其中除了高性能的计算机处理系统之外还应用了多种主要的硬件系统。

(一)行为追踪系统

这个系统主要是用来准确定位健美操训练者的四肢以及身体头部的位置。当使用者转动头部时，眼睛的视线和眼球的位置也会随着发生改变，如此就需要在虚拟情境中同样完成这一设定，通过跟踪系统对使用者的身体四肢等位置进行实时的监测，然后通过数据转换记录下相关的信息，最后将信息输出到控制及管理系统中。

(二)相关的压力反馈系统

为了发挥出虚拟现实技术中的沉浸特点，让使用者可以沉浸其中，就需要让使用者可以对虚拟情境中的事物进行控制与交互。在使用者进行相关控制后，虚拟场景可以通过反作用力反馈给使用者，这样就使得整个虚拟仿真情境带给使用者更真实的感受。比如力学反馈手套，这种手套中安有几十个压敏元器件，可以让使用者在戴上后随着手部的动作可以感受到真实的阻力，在配合上虚拟仿真情境，可以给使用者带来更真实的反馈力。

(三)图像显示和音频系统

在整个仿真系统中离不开显示系统，显示系统可以将经过转变的图形以图像的方式立体的显示在使用者的眼前。其中利用计算机图像的生成功能将图像转变成更加真实的画面，以便可以实时的生成三维立体场景和图像，同时这种三维图像经过人类双眼的特殊感知能力变成更加立体更加真实的样子。同时声音系统可以提供立体的声源，让使用者产生空间感，可以使体育健美操仿真系统更加真实化[2]。

三、健美操仿真系统的有效结构设计

在虚拟现实技术的基础上，对健美操仿真系统进行设计时，需要具有队形或者是图案的设计系统，这个系统主要针对的是健美操训练环节的设计上所需要的各种队形以及健美操相关的图案。并且，在其中还需要具有动作生成系统，对健美操运动中的相关数据进行采集然后排出一系列具体的健美操动作。然后通过对相关数据的采集，对仿真环境中的健美操人员的位置进行具体定位，然后根据相关健美操的整体动作等，对队形以及图案的运动路径进行具体规划，从而对健美操队形以及图案的变化进行有效的控制。

四、健美操仿真系统应用的有利之处

在目前的健美操训练中所使用依然是二维的虚拟画面形式，没有真实的体验感，所以运动员在训练时的成效和积极性都不算太高。而在VR技术的基础上对健美操仿真系统进行设计，并不断地进行改进以完善，使用高新的动作追踪技术和设备，对健美操人员的运动进行数据采集，加强对相关数据的分析，让健美操仿真系统更加的完善，利用这些数据，可以更好的进行健美操仿真模拟，增强虚拟现实技术的沉浸特点，从而让使用者的感受更加的真实[3]。