跆拳道产业中应用虚拟现实技术的前景、问题及对策

2020-01-19林千枫杨志涛

河南教育学院学报(自然科学版) 2020年3期

林千枫，孟涛，王刚，杨志涛

(1.韩国全北国立大学教育学院，韩国全州 570170；2.上海立信金融会计学院体育部，上海 200000； 3.信阳师范学院体育学院，河南信阳 464000；4.周口师范学院机电学院，河南周口 466000)

1 研究背景

1.1 虚拟现实简介

当今，世界进入了第四次产业革命的浪潮，随之而来的人工智能和机器学习、新材料、微电子、物联网、量子计算、自动驾驶等新兴技术也进入了我们的视野之中[1]。虚拟现实(virtual reality，VR)，作为新的产业革命的衍生物，指的是利用计算机内特定的编码或者程序，创造一种具有模拟环境、创建虚拟世界的计算机仿真系统，为社会与人类服务的技术[2]。虚拟现实技术在20世纪50年代出现，随着智能手机的普及，作为新话题登场的虚拟现实技术也越来越快地从无限的虚拟电子空间进入了有限的现实世界中来[3]。目前，虚拟现实技术已经引起了全世界广泛的关注，各种终端机纷纷上市,许多新兴企业都在为建立VR平台而努力。这种现象，是建立在追求结构性效率的产业革命和以网络信息技术为基础的信息革命的大背景下，许多部门和企业，以融合产业为中心，开发人与ICT(information and communication technology)与物联网在未来融为一体的技术应用[4]。可见，虚拟现实技术已经离我们越来越近了。

1.2 研究必要性

本研究主要有以下三个必要性。

第一，以前在技术层面实现的虚拟现实技术，在2014年脸书(FACEBOOK)收购Oculus之后，全景视频、VR技术随着互联网和PC技术的飞速发展再次成为热点[5]。现在，虚拟现实技术的使用已经从微观经济、产业经济和宏观经济三个层面证明了其对经济发展有着较大的积极影响[6]，但是在体育层面上研究虚拟现实技术的文献与资料还较为少见，且主要集中于竞技体育领域。例如，张飞云等讨论并分析了VR技术在竞技体育的应用现状,并以此为基础探讨了VR技术的系统结构及功能板块,并结合专项检测技术来验证这一技术的应用结果。经检验,该项技术有着积极的应用效益[7]。王相飞等提出了虚拟现实技术具有沉浸性、构想性等特点,它的作用在于优化大型体育赛事的传播效果，同时提出了目前的虚拟现实技术在大型体育赛事传播的影像制作、传播设备兼容性等方面存在问题。基于这些问题，从传播技术、行业标准、人才培养等方面对国内大型体育赛事优化提供了策略引导[8]。

可以发现，目前体育行业内不仅VR技术使用不广泛，而且多数为竞技体育服务，真正应用于大众体育的VR技术还不多见。而现代体育产业和其他产业一样,在第四次产业革命的影响下，正在形成并发展体育复合产业的价值网络。随着互联网的发展，媒体颠覆了原有体育传统的商业模式，与实体的相互作用和网络融合的趋势日益明显，体育产业的国际合作与竞争将进一步形成新的体育产业模式。体育产业和网上营销供应方面，在改革的背景下进一步推进需求释放，互联网、休闲体育、VR+体育、装备与智能场地将继续紧密结合，发展前景一片光明[9]。这种VR系统在广播影像内容中，在一般的休闲领域中，将会发挥越来越活跃的作用[10]。跆拳道作为一种体育项目，如果在跆拳道运动中采用VR技术，跆拳道也不再是单纯的武道，而是能够发展成为创造收益的一种商品[11]。

第二，跆拳道产业在国内的发展还处于起步状态，跆拳道产业在总体体育产业中占据的比重也十分微弱[12]。对于跆拳道内部来说，跆拳道产业可大致分为跆拳道设施业、跆拳道用品业、跆拳道培训业等，但目前跆拳道产业主要还是集中于跆拳道培训业，跆拳道培训业在跆拳道商业中占据了相当大的比例。目前的发展模式，跆拳道用品业和设施业依靠跆拳道培训业和专业队使自身的发展进入了稳定期和成熟期，但是为了自身的进一步发展，具有创意性的发展思维是很有必要的[13]。

第三，按照虚拟现实产业联盟统计数据,2017年中国虚拟现实产业已达到了160亿元,同比增长164%，预计到2020年,市场规模将达900亿元[14]。因此,在虚拟现实技术市场规模越来越壮大的今天，体育产业也应该积极接受虚拟现实系统这一环境。因此,预测今后VR系统技术的发展会给跆拳道产业带来什么样的变化是迫切的需求。

1.3 研究目的

目前国内外对VR与体育相关的研究虽然进行得多种多样,但是有关人类进入虚拟空间的VR内容的研究却不尽如人意。因此,本研究的目的是,探索VR系统适用于整个跆拳道产业的可能性，并对跆拳道结合虚拟现实系统的未来进行展望。

2 研究问题

本研究为达到研究的目的，拟设以下研究问题：第一，通过文献研究，了解体育虚拟现实；第二，根据VR系统的发展，探索跆拳道产业适用方案。

3 研究方法

研究通过文献资料法查阅知网、海外论文库的文献，并通过文本分析法分析查阅的相关文献，从文献中分析未来跆拳道产业中应用VR技术中将会出现的类型，并对可能出现的问题进行设想。

4 体育产业中的体育虚拟现实

VR技术，在体育中的应用类别，大致可以分为参与型体育VR和观赏型体育VR[15]。

4.1 参与型体育虚拟现实技术

在体育领域中，通过虚拟现实技术，可以让个人有多样性的体验。虚拟现实技术最早始于专业体育项目,旨在增进运动员的技能。1984年,美国Central Florida大学为增加击打手在棒球比赛中的打击感,研制出了视觉模拟训练胶片,并取得了良好的成果[13]。在这之后模拟技术开始在高尔夫、网球、赛车等运动中采用。最近，在经济领域中，为提高运动员的竞技能力,越来越多的国家利用高价装备和程序“投入型虚拟现实”技术。运用这种虚拟现实技术可以模仿多样的比赛项目的环境、场地、对手，甚至训练内容，这样进入虚拟环境中的运动员就可以在其中模拟真实的比赛或者训练，提高运动员临场的比赛能力，具有很强的生动感和逼真感[16]。

像这样，通过模拟装置，能够克服场地限制，随时随地进行某项体育运动的虚拟现实技术就是参与型体育虚拟现实技术。参与型体育虚拟现实具有非常大的魅力与意义，在未来有望成为更加引人注目的技术。

4.2 观看型体育虚拟现实

观看型体育虚拟现实，顾名思义，就是利用虚拟现实设备观看体育比赛的虚拟现实系统。在国外，融入VR直播元素的体育赛事已经屡见不鲜，如三星电子在挪威利勒哈默尔举行的冬季青年奥运会的开幕式上,作为奥运会历史上首次用VR进行了现场直播,吸引了人们的关注[17]。美国一家名为NextVR的电视台开始直播大多数体育比赛。在体育转播领域VR的使用,可以给因时空限制而很难直接观看的众多体育迷提供比赛现场感[18]。在国内，蚁视科技就曾为中国网球公开赛进行过现场VR实况直播，为不在现场的网球体育迷带去一场全沉浸式的体验之旅。值得一提的是，这也是中网首次与虚拟现实科技品牌合作，开创了体育赛事跨界科技创新体验的合作新模式[19]。

通过使用虚拟现实技术对比赛进行转播，不仅有利于克服原本的转播方式的局限，对转播体育比赛经济方面也是一种刺激，通过VR技术转播体育赛事的技术收费，就有可能扩大体育产业销售额。从体育观众的立场来看,通过VR转播也是一种之前未曾经历过的一种新奇体验，因此作为有魅力的文化产品成长的可能性较大，可见这项虚拟现实技术将在未来迎来高速发展期[20]。

像这样,在体育转播领域,观看型VR系统已经开始了广泛的尝试，相信这种尝试在今后几年内将成为常态化。

5 跆拳道产业中采用虚拟现实技术的设想

5.1 训练型跆拳道虚拟现实技术

跆拳道从2000年悉尼奥运会开始被列为正式比赛项目后,在国内的发展如火如荼。这项最为激烈的搏击运动,它既是技术、战术与体能的较量,又是强烈的心理素质较量,运动员的心理素质如何,将直接影响对抗的能力[21]。印春力等曾经对部分参加九运会预选赛的跆拳道运动员实战比赛中竞赛的焦虑状态进行了测量，实验结果发现，赛后运动员认知状态焦虑较赛前低。他们分析了焦虑与有效打击的关系，发现心理焦虑情况与比赛成绩成负相关关系[22]。

所以，跆拳道项目的心理训练是非常有必要并且应该得到充分重视的一项训练内容。虚拟现实技术通过计算机技术生成具有逼真的视觉、听觉、触觉等一体化的虚拟环境，用户通过虚拟现实设备与虚拟世界中的物体进行交互，从而产生亲临真实环境的感受和体验。通过这项技术形成的一个多维、动态的空间环境，能使进入的受训者与其中的“客观物体”进行互动，产生身临其境的感觉[23]。

目前，虚拟现实技术在体育领域用于训练心理素质的案例较为少见，但是在军事领域被证实能有效地训练军人的心理素质。美军通过VR技术模仿真实的战争环境来训练飞行员，导弹发射机及坦克操作员，让士兵们通过模拟战场快速熟练武器装备，增强心理耐受能力[24]。通过虚拟现实训练，空军青岛航空医学鉴定训练中心接纳的受伤后应激障碍的飞行员再次进行了滑翔训练。经过虚拟现实技术训练，飞行员的急救症状明显改善。这证实虚拟现实技术可以提高心理素质[25]。

中国跆拳道在成立初期就获得了世界跆拳道联盟的支持，到目前为止，中国跆拳道队积极参与国际活动,逐步加大了中国跆拳道在世界跆拳道运动的影响力。竞技运动水平迅速提高，在世界上越来越占据主要位置[26]。但是跆拳道作为一项奥运会正式项目，世界各国为了本国选手在这项运动上夺金摘银，也积极参加世界级别的跆拳道各种比赛，对本国跆拳道的投入也逐渐加大。例如，为了维持跆拳道的强大发展趋势，巩固跆拳道的现有地位，韩国政府实施跆拳道振兴计划，包含跆拳道公园建设方案，全面金融支援，全面推进国际跆拳道活动，促进跆拳道事业均衡发展的措施，这项计划的制定就在政策层面支持韩国跆拳道水平稳步提高[27]。伊朗队也是跆拳道的传统强队。他们从一开始就积极学习先进技术，不断创新、灵活运用，创造了伊朗风格的跆拳道技战术。同时，不断改变训练方法，科学指导跆拳道专项训练。比如，他们根据跆拳道项目特点，开发了一套下肢爆发力训练方法并取得了丰硕成果[28]。种种现象表明，跆拳道比赛不会是一家独大的局面，尤其是跆拳道项目中，心理因素又占据了重要位置。在这种情况下，应该有必要摆脱现有的训练方式，构筑多种形态的虚拟环境进行临场训练，而能够超出时空制约，能让人承受这种训练的技术就是VR。另外，VR技术是三维虚拟现实，比起现有传统训练，更会刺激选手们的多种感觉器官，引起运动员的兴趣和动机。通过这项技术训练的运动员可以克服赛前焦虑、临场紧张、中途淘汰的危机等。不仅如此，运动员在这种模拟环境中反复训练，能够找到在比赛中应有的节奏与技战术，这给了跆拳道选手们能动性训练的机会。通过这样的形式，如果VR技术在跆拳道训练中广泛引用并形成体系的话，会减轻选手们的精神和身体负担，并提高选手们的主导性学习效果。

所以在军事领域证实能对心理素质提高有效的具有交互性，真实性虚拟现实技术，如果模拟真实跆拳道比赛，受训者通过进入这种虚拟空间进行逼真的训练，不失为一项提高运动员临场发挥能力的一种训练方法。

5.2 参与型跆拳道虚拟现实技术

从跆拳道的推广和普及来看，大众跆拳道具有强身健体，注重精神认识和个人修养的功能对跆拳道领域之中的贡献是无可比拟的[29]。但是目前跆拳道练习者大多是以幼儿和青少年为主，其他年龄层的练习人员几乎没有，其主要原因在于目前的大众跆拳道训练，设施较为陈旧，教学手段单一，不能足够地引起其他人群的兴趣。在这种情况下对今后跆拳道的发展较为不利[30]。所以，形成一套能涵盖幼儿、青少年、成年、中老年人群体的跆拳道训练手段是非常有必要的。想要形成这一套技术手段，运用虚拟现实技术是必不可少的。运动项目要发展,就要让人对其感兴趣。所以，如果要让其他人群参与练习人群集中的跆拳道项目，就必须引发其他人群的好奇心和兴趣。2017年6月,韩国全罗北道文化内容产业振兴院为纪念“茂朱WTF世界跆拳道锦标赛”,设置了与茂朱郡一起开发的“跆拳道VR”体验馆。在体验馆中可以进行跆拳道基础体力锻炼，还可以进行实战，并能通过动作感应装置进行假象的跆拳道擂台赛。除此之外，还可以与假象角色一起体验跆拳道体操，还可以欣赏有关跆拳道创作的视频。这种尝试使跆拳道成为人们热议的话题和兴趣,也是对跆拳道产生积极认识的事例[31]。

所以，如果参与型虚拟现实技术可以大规模地推广开来，相信是推动许多人参与跆拳道这项运动的强有力的工具。

5.3 转播赛事型跆拳道虚拟现实技术

体育比赛主要是由指定的新闻媒体对现场比赛进行摄影与编辑，通过直播或者录播的方式进行播放的。许多体育热爱者，通过转播，足不出户就可以对比赛进行观览。当然也有一部分爱好者为了追求现场感从而投入时间与精力到现场观看体育赛事[32]。

而虚拟现实技术，运用到体育赛事转播中的实例也有很多。美国从2015年就开始使用VR技术对体育赛事进行转播。Next VR是一家以VR为基础提供实时流媒体服务的企业,2015年7月VR转播了国际冠军杯足球比赛。Next VR公司通过自制的360°VR相机,提供了3D 360°视频服务。这一服务一经推出就引起了业界的关注[33]。

这种通过VR进行体育转播的特性与现有的单调转播方式不同,它可以提供如同坐在赛场内的主要座位上直接观看比赛的生动体验，感受仿佛置身现场比赛带来的逼真感。VR体育转播的另外一个意义是让观众们直接选择想收看的场面,在赛场内多个位置进行拍摄,各个位置拍摄到的影像通过手机内的多频道提供,观众可以选择自己喜欢的位置影像观看。通过这样的方式，能够让观众仿佛置身其中，也可体验运动员第一人称视角感受刺激氛围[34]

但是到现在为止，跆拳道赛事主要也是通过电视媒体对比赛进行多角度的摄影，并配合解说这样较为固定的方式进行转播的[35]。这种方式，也是跆拳道基本的比赛转播形式。但是对于跆拳道比赛来说，在现场观看比赛与通过电视转播的方式观看比赛感受上具有较大的差异。李俊峰等对项群理论做了深入探讨，认为格斗类项目按照时间上分为打斗类、缠斗类以及综合类。跆拳道项目属于徒手打斗类项目，在时间特点表现为接触时间短促，较长时间内高速度、快节奏、多组数[36]。运动员攻防时间短，得分所用时间也非常短促[37]。在这样的比赛之中，得分与胜负常常就是一瞬间的事情，现场观众感受到的是真实的踢腿速度、力量和身体对抗，具有强烈的逼真感；而通过听到其他人的呐喊，身处现场的观众会出现一种“感染”现象，这种特点中最重要的特点就是循环反应，即一个人的情绪可以引发他人对应的情绪出现，而被影响的人的情绪，又可以反过来加重这个人的情绪程度。通过这种方式，可以与现场形成有效的互动，把人与现场形成一个联动的群体[38]。

因此,对现场感非常重要的跆拳道比赛转播来说,引入能够体验亲临赛场感受的VR系统将颠覆目前现有的跆拳道观看方式。

6 虚拟现实技术的问题

目前，在体育领域，许多国家都在推广虚拟现实技术的应用，但仍然受技术性不足、费用高，以及设备缺乏等因素的制约，导致虚拟现实技术还处于起步阶段[39]。

第一,使用VR设备的时候，目前无法解决眩晕感，这种眩晕与日常眩晕感不同。VR眩晕感在没有任何动静的情况下,接收视觉信息就会引来不适[40]。第二，很多企业虽然制作VR影像,但数量有限,在著作权,质量方面无法保证[41]。第三，VR制作技术条件制约，导致目前无法普及。例如，VR转播，从拍摄到制作，VR设备供应水平是VR制作和传播的关键。全景影像新闻及全景、视频新闻可以通过智能接收终端直接看到,但要想获得全景视频新闻带来的仿佛身临其境的体验感,VR头戴式耳机是必不可少的。VenTureBeat称,市场调查公司IDC预计2017年VR销量约为800万台, 到2018年，VR销量将会增长到1 240万台，未来5年VR头盔销量增速平均为 52.5%，到2022年时设备总量将达6 890万台。可见，目前为止，VR设备仍旧不足，这也直接阻碍了VR技术的普及[42]。

由此可见，在未来跆拳道领域如果想要把VR技术普及，就必须对目前的虚拟现实技术的问题作出必要的准备。而且现有的数据传输系统也需要改善。因为以目前的系统,传送大容量的高清影像存在局限性[43]。预计今后数据传输系统必须进行技术升级,才能实现便捷的VR转播。