虛擬現實技術在武術訓練中的運用

時間：2024-11-03 05:37:44 計算機應用畢業論文

虛擬現實技術在武術訓練中的運用

　　計算機虛擬現實技術在武術訓練過程中得到了很好的應用，并取得了一定的效果，下面是小編搜集的一篇相關論文范文，歡迎閱讀借鑒。

　　虛擬現實(VR)技術近年來在許多學科取得了前所未有的研究成果，推進了軍事、醫學、航空、協同設計等研究領域的發展，比如軍事仿真、虛擬手術、大型體育場館協同設計。計算機虛擬現實技術在武術訓練中的應用，被看作是現代競技武術訓練的一次革命性發展[1].計算機虛擬現實技術之所以能夠在武術訓練中得到應用，是因為它可以將武術運動中一些難度系數較高和運動員很難完成的武術動作，進行反復多次的完美呈現。盡管該技術在武術訓練中得到了一定程度應用，但在實踐運用過程中依然存在著諸多不足。研究將對虛擬現實技術在武術訓練中的的應用展開全面的探究和分析。

　　1 虛擬現實技術在武術訓練中應用的必要性

　　1.1 減少或避免武術訓練過程中意外的發生

　　武術作為中華民族的優秀文化遺產，包含內容豐富。套路作為其主要運動形式，具有攻防技擊性的特點，尤其是對練內容更為突出。因此在武術訓練過程中，意外傷害往往在所難免，導致在一些武術教練員和運動員在項目練習的選擇上，對這些攻擊性強的內容，往往避而遠之，不去練習。使得一些優秀的武術內容得不到很好的傳承，對于弘揚中國武術文化是非常不利的。通過計算機虛擬現實技術對具有較大安全威脅的內容進行模擬，從而讓運動員從計算機的虛擬世界中體會這些內容的練習過程，然后讓運動員在對虛擬訓練場景有所體會的基礎上，進行真實的訓練可以有意識的對容易發生的運動傷害進行防范，從而減少或者避免武術訓練中意外事故的發生。

　　1.2 減少武術高難動作練習過程中運動損傷的發生

　　現代競技武術動作具有高、難、新、美的運動特點，其中“難”指的是套路中的難度動作。隨著武術運動技術的發展，自選項目動作的難度系數也越來越高。如：從過去的旋飛腳 360 度接馬步到現在的 720度接豎叉等動作，足以說明動作難度的發展程度。難度動作系數的增加的同時也增加了訓練過程中運動損傷發生的可能性。通過計算機虛擬現實技術可以對難度動作進行虛擬動作實驗，讓運動員全面地分析這些高難度動作在練習過程中的危險性，提前預見，達到高標準、不受傷完成高難度動作的目的。

　　1.3 彌補場地設施條件不足給運動員帶來的學習與感官上的缺陷

　　武術運動員的訓練場地，往往局限在空間較小的場館之中，而競賽時的場地通常又會在一些大的體育館中進行，運動員需要較強的適應能力來適應環境變化帶來的影響。計算機虛擬現實技術具有交互性以及構想性的特點，其可以模擬現實世界中所不存在的場景與現象，把接下來要進行的比賽場地進行模擬，使運動員提前在感官上適應場地變化帶來的影響，幫助運動員切身體會那些由于物質條件不足所帶來的學習與感官上的缺陷。

　　2 虛擬現實技術在武術訓練中的應用分析

　　虛擬現實技術應用于武術訓練是科學技術發展所產生的新形式，區別于傳統的訓練方式，虛擬現實技術的優勢非常明顯。在計算機虛擬現實技術應用系統中，按照項目分析和方案設計等流程完成武術運動的訓練。

　　在武術運動的訓練過程中，計算機虛擬現實技術可以采集運動員的人體三維信息，而且在采集信息的同時對人體進行三維仿真。

　　運動員人體的三維信息包括了在運動員運動訓練的過程中，其動作信息都能夠被全面的展現出來，包括了每個關節點的三維坐標以及角度等信息，與此同時還可以對運動員的動作進行補捉以及分析，從而實現對運動訓練的指導。現在在采集三維信息方面的方法主要有有源跟蹤法[2],如圖 1,該方法需要在武術運動員的身體上貼上反光標簽。一直以來采集運動員動作信息的主要方法始終是有源跟蹤法，而三維信息捕捉技術從傳統的機械捕捉技術已經發展成為現在的電磁捕捉技術。有源跟蹤法始終在武術訓練中占有著重要的地位，對于運動員的動作三維信息進行捕捉。但是該種方法由于需要在運動員身體上加上標簽，在一定程度上又影響了運動員運動水平的正常發揮。由此可見準確清晰的采集運動員動作的三位信息已經成為一大難題。計算機虛擬現實技術的誕生有效地解決了這個難題，通過在運動現場設置了多個方位的攝像頭來對武術運動員的武術動作進行全方位的觀察，進而全面的采集運動員的信息，然后再對所捕捉到的鏡頭進行處理，從而獲得相關的三維仿真數據來建立虛擬的世界，把真實的運動場景模擬出來，如圖 2 所示。武術運動員的三維仿真是利用計算機技術模擬武術運動員的人體動作，從而體現出不同程度的動作。三維仿真技術主要的作用在于不僅實現了動作以及技術的創新，而且還可以減少甚至避免傷害意外的發生，可以把武術運動員對高難度動作的設想變成具有直觀性以及生動性的三維仿真動作。在從動作設想轉變為三維仿真動作的過程中，其關鍵在于根據動力學原理來對高難動作的各個部位的受力情況進行計算，從而分析運動員在難度動作完成過程中其每個身體部位的承受能力。此外，該項技術還可以應用到運動員平時訓練的過程中，幫助教練合理安排訓練次序，從最有效地降低運動受傷的風險，同時最大限度的提高運動員的體能并把運動技能發揮到最佳效果。該項技術可以計算運動員的神經再造功能，對動作以及程序進行編寫，促進運動員基于自身的身體實際情況來提高與創新運動技能水平。除了上述的應用以外，還可以通過三維仿真技術來對所采集的訓練視頻進行簡單的處理，從而對武術套路運動員完成動作過程中某些瞬間即逝的細節動作缺陷及時予以發現，然后進行完善，從而創造更加完美的武術動作。

　　3 結語

　　計算機虛擬現實技術在武術訓練過程中得到了很好的應用，并取得了一定的效果，但是在程序設計、硬件支持和訓練推廣等方面依然存在著諸多不足。隨著武術運動發展的需要，計算機虛擬現實技術將與武術訓練發展緊密相連，二者相互促進、相互依存。通過運用該項新技術，武術訓練的技術水平將得到不斷地提高與改善，將促進武術訓練的長遠發展。

　　計算機虛擬現實技術的發展，實現了武術訓練的全新改革，逐漸成為各武術隊訓練的常用手段。從一定的角度而言，計算機虛擬現實技術為實現現代競技武術訓練可持續發展帶來了強大的推動力。對于我國武術文化和競技武術的傳播與發展，具有極為重要的意義。

　　參考文獻：

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　　[4] 王建輝，楊俊，孫立新。計算機“虛擬現實”技術在高校體育訓練中的應用研究 [J]. 北華航天工業學院學報，2012,22(2)：56-58.

　　[5] 余鴻飛，韓海軍。高校高水平運動隊應用虛擬現實技術的必要性和可行性分析[J].新西部，2007(16)：244-245.

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　　[7] 張偉東，孟凡會，白海軍，等。普通高校體育教輔開放平臺的設計與應用[J]. 黑龍江八一農墾大學學報，2012,24(4)：88-91.

　　[8] 白海軍，高云麗。計算機虛擬現實技術在高校體育訓練中的應用研究[J].黑龍江八一農墾大學學報，2013,25(3)：105-107.

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