УДК 7.092

Применение виртуальной реальности в профессиональном спорте

Костромина Ольга Владимировна – доцент кафедры «Физическое воспитание и спорт» Самарского государственного технического университета

Бабенышева Алина Владимировна – студентка Самарского государственного технического университета

Аннотация: VR – это визуальная компьютерная имитация которая может воспроизводить реалистичное и контролируемое окружение. VR способен cгенерировать модификации которые не могут быть сделаны в реальном мире и, следовательно, возбуждают все чувства восприятия. Целью данного исследования было определение современного использование виртуальной реальности у соревнующихся спортсменов разного уровня подготовки в различных дисциплинах и определение областей ее применения. В исследованиях участвовали здоровые конкурентоспособные спортсмены. Было три области применения виртуальной реальности в спорте: анализ производительности, улучшение моделирования и виртуальные тренировки. Виртуальная реальность, кажется, играет второстепенную роль в подготовке спортсменов. Но на практике виртуальная реальность является эффективной и обычно используется для анализа показателей у соревнующихся спортсменов. Так же создается полностью интерактивная виртуальную реальность, где спортсмен может сотрудничать с виртуальным партнером и влиять на окружающую среду.

Ключевые слова: виртуальная реальность, погружение, спортсмены, спорт, физическая подготовка, тренировка, физические упражнения.

Существует два уровня взаимодействия с виртуальной реальностью: полная и полувиртуальная реальность. Виртуальные системы обычно состоят из большого, часто цилиндрического экрана со стереоскопическими очками, которым помогают механические объекты. Самым большим преимуществом этой настройки для спорта является обеспечение высокого уровня свободы и создание пространства, в котором движения могут выполняться естественно. Этот тип конфигурации считается полу-иммерсионным VR. Второй часто используемый дисплей – это полностью иммерсионной HMD. Хотя стоимость этой технологии выше, а область движения ограничена, HMD обеспечивают яркую визуализацию, позволяют приобретать когнитивные, психомоторные и аффективные навыки. Аффективные навыки относятся к эмоциональным реакциям на стрессовые или трудные ситуации. Уровень погружения основан на наборе технических манипуляций и не относится к ощущению присутствия. Полное погружение улучшает индивидуальный опыт пользователей и субъективное ощущение присутствия. Вот почему эти два термина, погружение и присутствие, не могут быть полностью разделены, хотя различие между ними должно быть замечено.

В полностью иммерсивной виртуальной реальности используются дисплеи с креплением на голову (HMD), а также компьютеризированная виртуальная среда (CAVE) для оценки производительности, например, в таких видах спорта с мячом, как регби, футболе и баскетбол, дает четкое представление о предпочтительном режиме отображения во время разработки автономного персонажа, выполняющего атаку против реального спортсмена.

Во-первых, CAVE и HMD в сочетании с системой отслеживания головы обеспечивают высококачественную визуализацию, которую можно наблюдать с точки зрения от первого лица и полностью заполняют поле зрения пользователя. Во-вторых, реальное отслеживание движущегося спортсмена обеспечивает прямую связь между перцептивной информацией и предпринятыми действиями.

Например, при реализации симулятора штрафных бросков в баскетболе визуальная обратная связь использовалась как простая форма взаимодействия с обучаемым. В случае неудачного броска программное обеспечение немедленно предоставляло информацию о переменных параметрах броска, таких как направление и скорость мяча, и инструктировало, как выполнить его более точно в следующей попытке (например, выше, ниже).

Как правило, полу-иммерсионными виртуальная реальность задействует меньшее поле зрения по сравнению с иммерсионными условиями и позволяет обучаемому смотреть «вне» виртуальной реальности во время сеанса. Декорации проецируются на большие, плоские или цилиндрические экраны разной величины и кривизны. В некоторых исследованиях ощущение присутствия усиливалось за счет стереоскопического зрения, обеспечиваемого только специальными очками. Это решение обеспечивает большую степень свободы, чем HMD, и, следовательно, позволяет выполнять действия всего тела, например задачи вратаря. Тайреман и др. (2008) исследовали разницу во времени реакции и времени ожидания в трехмерной и двухмерной реальности для хоккейных вратарей. Обе группы испытуемых были медленнее в своем времени ожидания в трехмерных условиях. Авторы предполагают, что часть замедления может быть основана на отслеживании информации, предоставляемой стереоскопическим зрением, что может улучшить способность экспертов и новичков предвидеть. Способности к предвосхищению в стереоскопических условиях также были исследованы у бейсбольных игроков, где эксперты значительно точнее предсказывали тип подачи в режиме несвязанной реакции.

Так же виртуальная реальность эффективно и широко используется для анализа спортивных результатов соревнующихся спортсменов. Оценка результативности в VR в первую очередь рекомендуется для спортивных дисциплин, где есть необходимость в постоянной адаптации к меняющемуся поведению соперников, а условия совершенно уникальны. Тренеры по командным видам спорта и единоборствам (например, футбол, фехтование, бокс, дзюдо) больше всего выиграли бы от повторяющихся условий виртуальной реальности в смысле понимания производительности восприятия – действия спортсмена.

Похоже, что реалистичная анимация виртуального противника играет ключевую роль в полу-иммерсионной обстановке и компенсирует отсутствие полного погружения. Однако опытные вратари выступали одинаково независимо от графического уровня виртуального метателя. Только уменьшение размера мяча несколько изменило кинематику спасательного действия руки. Примечательно, что полуиммерсивная виртуальная реальность часто выигрывает от дополнительного оборудования, например, искусственной травы или настоящей бейсбольной биты.

Так же одна из компаний представила программу обучения VR для фигуристов, чтобы улучшить их навыки равновесия. Спортсмены проходили одно тренировочное занятие продолжительностью около 12-15 минут в день в общей сложности 20 дней, включая стойку на одной ноге на неустойчивой платформе с цилиндрически изогнутым основанием. Предлагаемое вмешательство вносило значительные изменения в вестибулярную адаптацию у спортсменов и контрольной группы со сниженной работоспособностью. Авторы признают, что идея такого вмешательства у фигуристов была взята из лечения ВР людей с вестибулярными расстройствами.

Выводы из этого обзора двойственны. С одной стороны, виртуальная реальность, по-видимому, играет на удивление незначительную роль в подготовке спортсменов, и, следовательно, ее эффективность в спортивной подготовке оценить невозможно. С другой стороны, виртуальная реальность эффективно и широко используется для анализа спортивных результатов соревнующихся спортсменов. Но в будущем существует потребность в создании полностью интерактивной виртуальной реальности, где спортсмены смогут сотрудничать с виртуальным партнером и влиять на окружающую среду, что будет эффективнее организовать тренировочный процесс и сможет улучшить спортивные результаты, а так же прибавит зрелищности существующих видов спорта, а, возможно, ускорит появление новых мировых рекордов.

Список литературы

Андерсон-Хэнли К., Снайдер А.Л., Нимон Дж.П. и Арсиеро П.Дж. (2011). Социальное содействие в виртуальной реальности – улучшенные физические упражнения: конкурентоспособность снижает физические нагрузки пожилых людей. Клиника старения, 6, 275-280.
Аннези Дж.Дж., и Мазас Дж. (1997). Влияние тренажеров, улучшенных виртуальной реальностью, на приверженность и состояния самочувствия, вызванные физической нагрузкой. Воспринимающий двигатель Мастерство, 85, 835-844.
Калабро Р.С., Наро А., Руссо М., Лео А., Де Лука Р., Балетта Т., Буда А., Ла Роса Г., Браманти А., Браманти П. Роль виртуальной реальности в улучшении двигательной активности по данным ЭЭГ: рандомизированное клиническое исследование . J Neuroeng Rehabil. 2017;
Ковачи А., Постельнику С.С., Панфир А.Н., Талаба Д. Симулятор виртуальной реальности для развития навыков свободного броска в баскетболе. IFIP Adv Inf Commun Technol. 2012 г.; 372: 105–112.
Энн А. Куперус и Инеке Дж. М. ван дер Хам (2016). Воспроизведение спортивных результатов в виртуальной реальности: влияние на память, чувство компетентности и работоспособность. Обучение и мотивация, 56, 48-52.
Юрас Г., Брахман А., Михальска Ю., Каменярз А., Павловский М., Хадамус А., Бялошевский Д., Блащик Ю., Сломка К.Ю. Стандарты применения виртуальной реальности в программах тренировки баланса в клинической практике: систематический обзор. Игры Здоровье J.2018:8.