VR技术支持下篮球投篮动作的优化方法探析

王静波

(安徽文达信息工程学院 安徽合肥 231201)

篮球运动有着非常强的趣味性，在世界范围内得到了人们的关注和喜爱，篮球运动员往往拥有非常强健的体魄和极其稳定的投篮命中率，只有这样，才能在激烈的竞技运动中拔得头筹。近年来，党和政府高度重视全民体育的发展，采取措施提升篮球动作的规范化程度，这是推动我国篮球运动持续发展的必然选择。VR技术是一种全新的模拟技术，借助这种虚拟现实技术进行投篮动作训练，往往能取得事半功倍的效果，因此对该课题进行研究，具有一定的现实意义。

1 VR技术与篮球投篮训练概述

从技术本身的角度来说，VR虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它的优势在于可以在计算机强大运算能力支持下生成模拟环境，同时还能实现多源信息融合、用户交互、三维动态视景等多种功能。根据VR 技术与篮球投篮动作训练结合的具体情况看，虚拟现实技术具有的身体仿真功能，可以让篮球运动员快速进入训练状态，实现沉浸式投篮训练。更重要的是，借助虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，也具有虚拟性，因此其中的篮球架、篮球等“设备”与“部件”都是虚拟的，教练员可以根据投篮训练的需要，在系统中生成新设备，这解决了过去篮球运动投篮训练教学设备更新速度过慢、跟不上教学内容更新速度的问题，让篮球运动员的实践训练效果能够跟上项目最新发展。

2 篮球投篮动作中常见的问题

加强篮球投篮动作训练，才能让运动员的投篮能力和得分能力得到提升，但是在具体的训练过程中，训练效果往往不尽如人意，篮球运动员在投篮过程中，也存在以下几方面的问题。

第一，身体协调性不足。在进行篮球投篮动作训练的过程中，一般会应用到分解式教学模式，即把一个完整的投篮动作分解成若干个零散的动作进行训练，双腿的站立姿势、投篮手的控球方式、腰部发力方式都属于分散式训练的重要步骤，在这样的训练模式下，运动员将会更好地调节投篮动作的某个细节。然而从实际训练结果来看，很多运动员存在身体不协调的问题，这使得他们在进行训练的时候，经常出现动作变形的问题，腰部发力与手臂发力配合不到位等问题比比皆是，这直接影响到了投篮的准确率，不难看出，投篮动作是一个整体性动作，运动员的腿、腰、手臂、手掌、眼睛都需要参与其中，任何一个细节配合不好，最终的投篮命中率都会大打折扣，因此，尽快解决身体不协调的问题，可谓是重中之重。

第二，核心力量缺乏［1］。核心力量是指运动员发力过程中，保持身体平衡稳定的能力，核心力量不够充足可能会出现运动损伤，只有保证核心力量，才能在复杂的投篮动作中保持身体平衡，避免可能存在的身体损伤。换而言之，在今后的投篮动作训练过程中，除了要做好动作分解教学以外，还需要重视核心力量的训练，以便于在投篮的时候更好地进行发力，保证进行身体对抗时也能够稳定地投篮。

第三，投篮动作单一。投篮动作看似简单，实际上包括多个动作，是一个变化式的组合型动作，在进行训练的过程中，通常会要求运动员从最基础的站立姿势和拿球手势进行学习，在其掌握了动作要领以后，安排进行实物投篮训练，在这个过程中，最先进行的又是定点投篮训练，相对来说，这种投篮动作难度比较低，适于初学者进行训练［2］。

3 VR技术在篮球教学中应用现状

虚拟现实技术在大学篮球课程中的应用还不完全成熟，VR技术是信息科技时代发展的产物。近年来，随着信息科学技术的飞速发展，VR新技术也得到了迅速发展，并逐步被应用到游戏、电竞、教育等领域，但VR技术目前尚未完全普及。虚拟现实技术在高校篮球教学中的运用也存在局限性。鉴于虚拟现实技术在高校篮球教学中的应用，高校教师对虚拟现实技术在篮球教学中的运用存在着种种疑虑。他们担心VR 技术的引入，不仅会使学生太过沉迷于VR 技术，而且不能更好地帮助学生。学业结束后，还会影响学生的篮球学习，而这也是目前高校教师对VR技术的一个误解。

VR 技术出现在很多年前，但是由于种种原因，开发过程相对缓慢。虚拟现实是电子技术产品，相较而言，研究与开发成本的增加和更新的速度非常快。研发和生产VR设备的公司，是三星和索尼等大公司。从这几个品牌的市场价格来看，虽然价格比较高，但也有可能向客户提供更好的用户体验。由于虚拟现实设备是由一些弱势企业推出的，用户反馈非常差。显然，虚拟现实技术在教育领域的应用与发展，由于成本过高，而受到一定程度限制。虚拟现实技术在高校篮球课程中的应用也很少，这也是VR技术发展的障碍。

VR技术的软硬件开发还不够成熟，还有一些重要问题尚待解决，如长期戴VR眼镜后出现眩晕、眩晕等。机械穿戴更麻烦，有经验的人，戴上VR设备后，会有不同程度不适，如果病情严重，也会出现呕吐症状。虚拟现实装置的再现性较差，体验者佩戴专业VR 眼镜，装置安装后，短期内难以恢复正常的视觉体验。这说明VR技术在具体的软硬件开发方面还不够成熟，软硬件技术的不成熟，会阻碍虚拟技术的多样化发展，严重影响VR技术在教育领域的应用。

加强VR 技术的软硬件开发，是将VR 技术应用到高校篮球课程中的必然要求。在此基础上，应加强VR技术的软硬件的研究与开发，推动VR技术在大学篮球课程中的应用。另外，VR 技术产品的研发公司，需要增加VR 技术研发的设备投资，提供更可靠的资金保障。为保证VR 技术软硬件的发展，确保VR 技术软硬件的研发有充足的资金来源。而VR产品生产企业，则需要加强软硬件研发的专业能力。开发者，负责推动VR 技术软件和硬件开发的持续创新和优化。通过对VR技术在高校篮球课程教学中的应用现状进行分析，发现存在对VR 技术理解不全面、VR 技术成本高等亟待解决的问题。VR软硬件的开发还不成熟，如何正确认识虚拟现实技术，有效降低虚拟现实技术的成本，加强虚拟现实技术的研究与开发，以更好地解决问题，促进虚拟现实技术在高校篮球课程教学中的有效应用，这是相关工作者需要正视的问题。

4 VR技术支持下篮球投篮动作优化的对策

4.1 激发运动员兴趣

在过去的篮球运动训练当中，教练员一般会在正式进行投篮之前，讲授投篮动作的要点，而后要求运动员自行练习，这种投篮动作训练方法，显然不符合运动员主观感受，也不利于运动员更好地掌握投篮动作的细节，一些没有主动性的运动员，甚至会在教练员监督放松的时候，直接放弃训练，最终的训练效果可想而知［3］。而将虚拟现实技术应用到篮球投篮动作训练中以后，教练员就可以根据投篮动作训练标准等，对运动员的投篮训练情况进行了解，并根据每一个运动员在投篮动作中存在的不足之处，制订有针对性的投篮动作训练方案，要求运动员借助虚拟现实设备，观看制订的训练方案，并将模拟的标准动作和自身的动作进行比对，发现其中的不足之处，在不能找出问题的时候，再与教练员进行沟通，这样一来投篮动作的训练效果将会成倍增长。更重要的是，借助虚拟现实技术进行投篮动作训练，是运动员之前从未接触过的方法，相比于传统训练模式下枯燥反复的训练，这种新方法明显更有吸引力，运动员的兴趣将会被充分调动起来，最后的训练效果将会超出预计情况。

4.2 理论课程教学

虚拟现实技术的应用价值非常突出，除了能够激发运动员的训练兴趣之外，还能够优化投篮动作的理论教学效果，真正做到理论知识与现代技术的融合，能够解决过去投篮动作理论讲授比较困难的问题，根据实际工作经验来看，这确实提升了投篮动作训练中理论教学的水平。回顾过去的篮球投篮动作训练情况，可以发现，教练员在讲解投篮动作中，各部分动作配合过程的时候，只能通过图片或者口述的方法进行阐述，运动员则无法直观地理解整个运动过程和理论基础，这就影响了实际的投篮效果［4］。而借助虚拟现实技术进行理论授课，就能够解决这个问题，教练员可以通过虚拟现实设备，把预先准备好的模拟视频播放给运动员，让他们能够在模拟的三维立体环境下，更精准地了解投篮动作的理论知识，还能够根据自己的需求，调整模拟视频的角度等，从而更好地观察模拟人体的运动方式等，确保理论教学的效果。除此之外，教练员还可以根据实际教学需求，建立基于虚拟现实技术的数据资源库，将投篮动作的相关模拟视频，上传到数据资源库当中，建立一个便捷、丰富的学习资源平台，运动员可以在任何时候、任何地点，根据自己的需求，从数据资源库中，下载需要的模拟视频进行观看，如在课余时间进行投篮动作训练时，遇到细节上的问题，就可以通过查看模拟视频的方式，第一时间获得解答，并在纠正自身动作后，继续进行训练，这解决了过去投篮动作训练，离开授课时段就无法进行的问题，能够有效提升篮球投篮动作的质量。

4.3 利用VR调整发力部位与节奏

篮球投篮动作的训练比较复杂，为确保训练效果，教练员可利用虚拟现实技术，采集运动员投篮过程中的相关信息，对他们投篮时的肌肉发力情况、身体协调情况等进行了解，在此基础上，找出其中存在的问题，并给予有效的指导和纠正。另外，投篮动作本身有一定的节奏性，因此，在投篮的时候，运动员需要把握住节奏，这让很多运动员产生了畏难情绪，特别是在传统的篮球投篮动作训练模式下，运动员并不可能全身心地投入并感受节奏，因此训练效果比较有限，而借助虚拟现实技术进行训练以后，运动员将会在最恰当的训练环境中，感受自身身体信息的变化等，这能够有效提升投篮动作的标准化程度，在此基础上，教练员可适当提供指导，让运动员逐渐掌握正确的投篮节奏，与传统的授课手段比较起来，虚拟现实技术的应用效果，无疑更加突出。

4.4 利用VR设计核心力量训练方案

投篮动作对运动员核心力量的要求比较高，核心力量不足的运动员，往往无法在高强度的竞技中，保持标准的投篮动作，最终的命中率也会有所下降，这一问题在过去的很长一段时间内，困扰着运动员和教练员［5］。而利用虚拟现实技术设计核心力量训练方案，则是一种新的尝试，能够有效地解决这一问题。实际上，每一个运动员的身体素质和不足之处都截然不同，没有任何一种“一刀切”式的运动训练方案能够适配所有的运动员，强行要求所有人都按照统一标准进行训练，反而可能造成不良后果。因此，教练员可利用虚拟现实技术对运动员核心力量进行模拟分析，并根据其不足之处，确定训练方案。在制订出训练方案以后，可要求运动员借助虚拟现实设备，对运动方案进行了解和学习，确认他们掌握训练要点之后，再进行实际训练，这样一来，运动员的核心力量必然能得到提升，发生运动损伤的几率也会大幅度下降。除此之外，教练员还需要每隔一段时间，对运动员核心力量进行分析，及时调整训练方案，在虚拟现实技术的支持下，为优化运动员投篮动作做出努力。应用虚拟现实技术，不仅可以完成知识的传授，而且可以完成动作和技能的传授。只要有适当的模型库，学生只要戴上虚拟现实眼镜，就可以身临其境地看到动作的完成过程，而且，由于这种过程是由计算机控制的，因此学生可以不断地重复观看，放慢速度从不同角度观看，甚至亲身参与动作过程。其应用领域可以涵盖篮球教学的大部分内容，如篮球基本技术：运球、传球、突破、投篮、组合技术等；基本战术：进攻战术、防守战术等；规则与裁判：规则介绍、裁判原则、比赛组织等。在教学中，学生可以自由控制教学进度，可以根据自身情况，有选择地学习重点内容，这不仅实现了因材施教，而且也减轻了教师的负担，可以在很大程度上解决师资力量不足的问题。

4.5 研发基于VR的篮球投篮仿真辅助教材

篮球运动始终在不断地发展和进步当中，在各种各样的比赛与竞争当中、在相互促进和制约的过程中，篮球运动的投篮技战术与规则，也在持续不断地发展，这使得一部分篮球运动普及与培训教师和教练员，面临着技术动作更新不及时的问题，教练员所提出的投篮技术动作，并不都能符合最新的篮球运动投篮规范，即使是专业级教练员也可能因退居在二线，而不能及时接触和学习最新的篮球运动投篮动作，特别是在教练员年龄不断增长、技术身体素质逐渐退化以后，他们也并不能保证教学和训练中的每一次投篮示范都正确且标准。在这种情况下，运用虚拟现实技术进行投篮动作训练，往往能取得意料之外的效果。除了上文已经提到过的一系列措施之外，还需要尽快研发基于VR的篮球投篮仿真辅助教材，保证投篮动作训练的效果［5］。在这个过程中，需要做好以下工作。第一，要合理进行虚拟场馆建模。在借助3D 软件构建虚拟场馆的过程中，设计人员要以实际的篮球运动场馆建筑设计图为参考，按比例还原虚拟场馆尺寸，确保虚拟现实技术支持下的投篮动作训练效果。第二，要保证虚拟运动员角色建模准确性。借助3dmax和Maya等技术开展建模工作，它们是目前最流行、最常用的三维图形和动画软件，具有极其完善的建模和动画功能，以此为基础进行建模是提升投篮动作训练质量的不二之选。第三，为确保投篮动作训练效果，还需要做好主程序与功能模块设计、技术动作交互程序设计与功能模块的设计工作。

4.6 VR技术支持下篮球投篮训练其他优化策略

第一，要对虚拟现实技术头戴设备及其他辅助设备的材料进行优化，使之更加轻便实用，提升投篮动作训练舒适性，避免长时间携带及操作带来的疲劳问题。第二，根据对虚拟现实技术在投篮动作训练中的实际运用情况来看，教练员需要对大量的训练实例进行分析和学习，从而在虚拟现实技术的支持下，优化投篮动作训练效果［6］。最后，应继续进行更多大数据统计，从而编制更贴合投篮动作训练实际情况的场景，提升训练质量。

5 结语

篮球是一种以手为中心的身体对抗性体育运动，在奥运会等重大赛事中扮演着重要的角色，其起源于美国，后被推广到全世界，并迅速得到了世界人民的认可和喜爱。我国的篮球运动竞技训练模式目前已经比较成熟，特别是针对投篮动作的训练，更是十分完善，但是运动员身体不协调、核心力量不足等问题，还是影响了投篮的命中率。借助虚拟现实技术进行投篮动作的优化训练，是目前比较先进的一种训练方法，教练员需要根据实际情况和虚拟现实技术的功能，为运动员提供最优指导，提升其投篮动作的标准化水平和投篮命中率。