虚拟现实技术及其在运动心理学中的应用

◇西安体育学院 周颖乾

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）一经问世，便得到了大量关注，近年来被广泛的应用于心理学的研究中。与传统运动心理学研究方法相比，虚拟现实技术的多感知性、沉浸性、交互性和想象性的特点，通过设计情节和情境，真实的模拟运动环境，从而改变单调、乏味的运动环境以得到更好、更逼真的感觉，提高人们对于体育运动的兴趣。本文旨在对虚拟现实技术的原理、特点以及对虚拟现实技术在运动心理学中的应用进行综述，总结虚拟现实技术在运动中应用的优缺点，并指出使用这一方法时需要注意的问题，探讨虚拟现实技术在运动心理学上的应用，为运动心理学的研究增加新内容。

1 虚拟现实技术简介

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是集仿真技术、多媒体技术、传感技术以及网络等多种技术于一体的新型技术。随着计算机硬件的不断强大、软件编程技术的不断发展，虚拟现实技术逐渐应用于医疗、运动、教育教学、心理治疗等领域。其具有多感知性，沉浸性，交互性和想象性特点。多感知性指除了计算机图像技术模拟出的视觉感受，在参与模拟环境中的世界时，用户还可以获得听觉、触觉、嗅觉等感受，达到身临其境的效果；沉浸性指虚拟现实技术所模拟出来的世界，可以使用户难辨真假，并且可以隔离用户和外界，使得用户难以受到外界环境干扰，沉浸于虚拟环境之中；交互性指用户不仅可以感知虚拟世界，还可以通过使用VR眼镜、操控杆等交互设备，对虚拟世界进行操控、移动，并得到虚拟世界的反馈，人体行为动作经过数字化处理运动数据，实时反馈给用户，使得虚拟环境与用户进行身体和声音的交互；想象性指用户与设计者可以按照自己的逻辑和想象力构建场景，场景既可以重现现实，也可以构想世界。在场景中，用户可以摆脱现实的束缚，根据个人想象和判断做出行为。虚拟现实的这些特点可以为学生提供趣味的教学环境，为患者提供多样的治疗手段，为体育锻炼提供新的运动方法，已经在很多方面渗入人们的日常生活[2]。

2 虚拟现实技术在运动中的应用现状

2.1 虚拟现实技术用于运动体验

通过模拟户外环境，可以让用户感觉自己处于真实的运动环境中，足不出户体验运动。例如“冰雪奇缘”模拟滑雪设备依据冬奥会真实的滑雪赛道，模拟真实滑雪的动作[3]，让体验者通过模拟滑雪，宛如踏上了崇礼的奥运赛场。这种体验对于培养体育兴趣有很大帮助，并且相比较真实的滑雪场景，虚拟现实模拟出的场景具有更高的安全性。

2.2 虚拟现实技术用于运动训练

虚拟现实技术在运动训练领域当中的实验研究和应用大多数为个人项目，比如自行车骑行、跑步等，个别实验针对的运动项目是集体项目，比如棒球、篮球等[4]。运动员使用虚拟现实技术在这些运动项目中，可以获得个性化的训练方案，比如对于天气的掌控、赛事的把握以及可能出现的突发情况的模拟等。可以使运动员学习战术知识，冷静沉着应对比赛。也可以对同一个场景进行多次模拟，使运动员重复体验同一场景获得适应性。在实际体验过程中，还可以给与运动员及时的反馈信息，全面的进行运动训练。

2.3 虚拟现实技术用于唤醒运动情绪

虚拟的积极和消极环境均能有效诱发相应的积极或消极情绪，虚拟现实可以用于心理学研究中的情绪诱发[5]。情绪可以引起生理、心理及运动行为的变化，并且在竞赛中表现非常明显[6]。保持一个积极情绪和情绪感知是运动员取得优异运动成绩的一个不可或缺的条件[7]。使用虚拟现实技术可以使用户在运动前达到一个良好得情绪唤醒状态，有利于后续的运动学习或锻炼行为发生。

2.4 虚拟现实技术用于康复训练

虚拟现实技术可以提供精确的测评、辅助、监控、训练等技术从而充分保证运动康复训练的有效性[8]。虚拟现实技术的作用机制主要建立在神经可塑性的理论上，强调动作的可重复性以及信息的积极反馈[9]。使用人机互动程序，患者在虚拟环境下，使身体和虚拟目标关联运动进行康复训练，训练效果和评分在训练结束后及时反馈，有助于智能训练，使得训练效果更好，也为康复训练提供了新途径[10]。

3 使用虚拟现实技术运动的优缺点

3.1 优点

（1）反馈及时且不限场地。虚拟现实运动对于场地要求不高，可在室内进行，用户也可以独自锻炼，运动时的动作和形态等也可以及时的通过穿戴设备反馈给用户，用户根据反馈可调整自己的动作，有利于保持良好运动姿态。

（2）个性化的运动体验。虚拟现实技术可以根据用户个人意愿模拟运动场景，如：下雪天、雨天、比赛或自己锻炼。个性化的设置可以使用户沉浸运动过程中，获得运动兴趣。

（3）锻炼可重复体验。如很难多次在现实生活中实现的场景可以通过虚拟现实技术模拟出来，用户可以随时随地体验这些场景。也可以对同一种动作重复模拟多次，达到最佳锻炼水平。

（4）使用人群范围广。无论是成年人、学生还是老人，健康情况如何，都可以使用虚拟现实技术进行锻炼。

3.2 缺点

（1）有安全隐患。尽管随着技术的不断革新，穿戴设备变得更加轻便，但头戴式的仪器仍可能会对颈椎造成额外伤害。

（2）对数据处理技术要求较高。因为虚拟现实设备需要同用户进行交互，动作模拟和场景构建都需要大量处理数据并且及时反馈给用户，那么数据的及时处理便对技术开发人员提出了较高的要求。

（3）卫生问题。由于设备较昂贵，现如今很多虚拟现实技术的体验都是商业化的，如果没有对设备进行及时消毒，可能会出现传染病或者卫生问题，不利于用户身体健康。

虚拟现实技术其特点可以使用户体验到不一样的运动锻炼，引发用户对于锻炼的兴趣，并且在运动训练或心理训练等其他领域的前景也非常可观，我们可以通过开发更多的用途、更标准、安全的使用，促进全民锻炼。

4 结语

现有研究表明，体育运动对于失眠，甚至对于睡眠障碍者也有积极的改善作用。无论是在健康人群还是疾病人群中，体育运动与焦虑程度都呈明显负相关关系，经常进行锻炼的人焦虑水平更低；大量的横断研究表明，体育运动对于不同年龄人群的抑郁改善都有积极性作用。但由于个人性别、疾病情况、体质状况、成长环境等因素差异，使用相同的运动方法、同样的运动强度和运动时间运动可能并不适合每个人。虚拟现实技术可以提供一种途径，根据个人特点设置个性化的运动方案并提高体育运动参与感，改善失眠、抑郁、焦虑等负性心理现象。