虛擬現(xiàn)實技術(shù)在競賽壓力研究中的進展與應(yīng)用

員東婷 張力為

摘 要 高壓下的運動表現(xiàn)是競技心理研究的核心之一，但由于研究手段與技術(shù)的制約，探討高生態(tài)學(xué)效度的競賽壓力及抗壓訓(xùn)練都受到限制。借助虛擬現(xiàn)實可以展現(xiàn)三大優(yōu)勢：首先，為心理訓(xùn)練提供兼具內(nèi)部效度和外部效度的競賽壓力這一基本場景;其次，通過虛擬現(xiàn)實暴露療法或傳統(tǒng)技能訓(xùn)練的遷移來對抗壓力;最后，將行為、心理以及神經(jīng)生理等指標在虛擬高壓情境中進行及時、連續(xù)和綜合的反饋，從而評價心理訓(xùn)練的效果。未來需分別搭建通用性和特殊項目的高壓場景及抗壓力訓(xùn)練體系，還應(yīng)豐富實證研究的證據(jù)。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實;競賽壓力;心理訓(xùn)練;壓力應(yīng)對;運動表現(xiàn)

分類號 G441

DOI： 10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2022.03.005

心理學(xué)研究一直在實驗控制和生態(tài)有效性之間進行權(quán)衡。新技術(shù)和新方法的結(jié)合將成為重要趨勢，神經(jīng)科學(xué)技術(shù)、眼動技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到心理學(xué)研究者的特別關(guān)注。前兩種技術(shù)可以幫助研究者深入到心理現(xiàn)象的機制層面進行探索（張力為， 孫國曉， 2013），而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在心理學(xué)研究中的優(yōu)勢表現(xiàn)在：提供嚴格可控的實驗刺激并提高可重復(fù)性、提高實驗的生態(tài)學(xué)效度、降低實地操作的潛在風險（Yaremych & Persky， 2019）。虛擬現(xiàn)實在心理學(xué)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在心理訓(xùn)練，通過利用該技術(shù)對真實環(huán)境進行模擬，從而開展心理適應(yīng)性訓(xùn)練（劉燊， 柏江竹， 2022; 姚玲玉， 李晶， 2016），并且靈活搭載其他設(shè)備提供行為、生理、神經(jīng)等多種反饋方式對訓(xùn)練效果進行評估（Tromp et al.， 2018）。

從運動心理的實踐出發(fā)，傳統(tǒng)訓(xùn)練方法所發(fā)揮的作用十分有限，如比賽視頻回放和心理模擬訓(xùn)練等方式，會導(dǎo)致固定的視角對關(guān)鍵信息捕捉不足、刻板的模擬訓(xùn)練使“人-情境”缺乏交互性;模擬情境準備時間長，對組織者和質(zhì)量要求高，同時需要大量觀眾觀賽，正式比賽前，模擬訓(xùn)練的次數(shù)十分受限。運動員需要通過訓(xùn)練感知動作回路（perception action loop）提升運動表現(xiàn)，但視頻回放不能滿足該目的（Multon et al.， 2008; Romeas et al.， 2016）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有望克服以往方法的某些不足，通過提供數(shù)值模擬和身臨其境的交互式環(huán)境給運動員、教練員和科研人員帶來新的曙光。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtual reality， VR）應(yīng)用于運動領(lǐng)域主要是由計算機生成一種交互式的三維動態(tài)視景，給運動員或鍛煉者提供近似真實的、具有沉浸感的并可產(chǎn)生人機交互作用的虛擬環(huán)境（Slater & Sanchez-Vives， 2016）。研究人員通過動作捕捉視頻系統(tǒng)、紅外線和可穿戴傳感器等軟硬件設(shè)施，將物理行為轉(zhuǎn)化為虛擬運動性能（Baos et al.， 2000）。而后，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可達性和可移動性的發(fā)展，運動心理學(xué)領(lǐng)域增加了對虛擬現(xiàn)實情境下的運動表現(xiàn)、運動決策以及動作技能學(xué)習(xí)的探索，尤其關(guān)注感知技能訓(xùn)練、放松訓(xùn)練以及運動損傷的心理康復(fù)等問題（Bird， 2019; Cuperus & Van， 2016）。

1 VR在運動領(lǐng)域中的特征及研究現(xiàn)狀

1.1 VR在運動領(lǐng)域的基本特征

為了幫助研究者更好地理解運動VR這一新興技術(shù)的潛在特征，從而明確在研究和應(yīng)用時是否值得使用運動VR及何時何地使用，Düking等人（2018）運用SWOT分析（strengths， weaknesses， opportunities， threats），即態(tài)勢分析來回答上述問題，發(fā)現(xiàn)運動VR的優(yōu)勢在于個性化定制受訓(xùn)時間和日程、地點不受限制、提供生物反饋、創(chuàng)建無限場景并且可以設(shè)置不同年齡、性別以及不同位置和運動水平的對手和同伴等;劣勢在于觸覺感受受限、虛擬和現(xiàn)實存在時間延遲、對硬件要求較高、“恐怖谷”效應(yīng)以及缺乏有效數(shù)據(jù)支撐等;機遇在于可遠程指導(dǎo)訓(xùn)練、提升技戰(zhàn)術(shù)及運動技能、增加訓(xùn)練樂趣性并降低主觀疲勞、有利于提升表象訓(xùn)練/抗壓訓(xùn)練/輔助康復(fù)訓(xùn)練的效果、提升實驗的外部效度等;威脅在于真實場景的轉(zhuǎn)移難度大、潛在的非真實動作的影響、運動隊的接受度低、費用高、心理和視覺健康的潛在威脅、社會隔離等。在未來研究中需揚長避短，選用對場景和動作要求不高的實驗任務(wù)，既不改變運動員傳統(tǒng)的運動動作，還可達到研究目的，如高壓力場景的誘發(fā)。

1.2 VR在運動領(lǐng)域的研究

VR目前在閉鎖運動技能開發(fā)和運動決策的研究中具有較大潛力，但是在其他方面存在局限。回顧以往將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于運動領(lǐng)域的研究，發(fā)現(xiàn)一些需要克服的障礙，例如，在橄欖球等比賽訓(xùn)練中，真實比賽的范圍遠遠超出虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中可移動的有效空間;精準性運動任務(wù)也存在精度和距離等難題（Miles et al.， 2012）。同時，VR場景搭建的真實感受到限制，一項虛擬罰球任務(wù)可誘發(fā)運動員的焦慮，且通過虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練可提高運動員的心理恢復(fù)能力（Stinson & Bowman， 2014）。然而，另一項在虛擬賽艇運動中誘發(fā)壓力的研究發(fā)現(xiàn)，虛擬觀眾對運動員的焦慮反應(yīng)未產(chǎn)生影響（Wellner， Sigris， & Reiner，? 2010）。出現(xiàn)上述不一致的結(jié)論是由于能否成功誘發(fā)壓力可能很大程度上受VR場景真實感的影響，因此未來需在考慮經(jīng)濟性的同時兼顧真實性。

VR在競技領(lǐng)域的具體研究內(nèi)容包括：提供更安全的訓(xùn)練（Neumann & Moffitt， 2018）、使用VR技術(shù)評估運動表現(xiàn)（Benot Bideau et al.， 2010）動作技能學(xué)習(xí)與賽事訓(xùn)練（Correia et al.， 2012）以及本研究所關(guān)注的高壓運動場景的誘發(fā)。基于VR下的競技心理研究較為匱乏，所涉及的范圍較窄、心理學(xué)指標較少，因此，亟需從現(xiàn)有的研究和實際需求出發(fā)，利用VR這項新技術(shù)使得競技心理向著更深層次和更高水平發(fā)展。

1.3 VR在運動領(lǐng)域的應(yīng)用

許多體育組織已開始在運動訓(xùn)練中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（例如足球、籃球、棒球、橄欖球、滑雪和射擊等） （Covaci et al.， 2015; Cotterill， 2019），VR訓(xùn)練可以用來輔助運動技能學(xué)習(xí)、提高形象思維能力（Fadde & Zaichkowsky， 2018），這一訓(xùn)練方式不僅可以使運動員獲得更多的游戲體驗，且不會有受傷風險。例如，利用虛擬現(xiàn)實和360°視頻，運動員可快速進入指定的訓(xùn)練科目，更高效地學(xué)習(xí)地形、門位、轉(zhuǎn)彎等內(nèi)容，這減少了在現(xiàn)實場景下因賽道不熟而帶來的意外受傷。然而，盡管許多運動隊和體育管理機構(gòu)對虛擬現(xiàn)實在競賽中的應(yīng)用進行了投資，卻很少有科學(xué)研究證據(jù)支持VR訓(xùn)練的有效性，有關(guān)內(nèi)在機制及解釋較為宏觀，同樣的問題也出現(xiàn)在軍事心理學(xué)和臨床心理學(xué)領(lǐng)域，較難擺脫研究設(shè)計不周、科學(xué)證據(jù)不足的缺陷（Powers & Emmelkamp， 2008）。

2 VR對高壓下心理訓(xùn)練的作用

運動員競賽壓力下的競技表現(xiàn)常常成為運動心理學(xué)關(guān)注的重要課題，既有超常發(fā)揮的“Clutch”現(xiàn)象，也有失常失準的“Choking”現(xiàn)象，無論何者都與競賽壓力設(shè)置有密切關(guān)聯(lián)（張力為， 2013; Turner et al.， 2021）。競賽中的壓力是不可避免的，并且可能會影響運動員正常發(fā)揮，在運動競賽的實踐中，大量的案例都顯示了比賽關(guān)鍵時刻運動表現(xiàn)的“Choking”現(xiàn)象，如美國射擊運動員埃蒙斯在三屆奧運會中以同樣的情景和同樣的方式與金牌失之交臂?！癈hoking”現(xiàn)象，即在壓力條件下，一種習(xí)慣的運動執(zhí)行過程發(fā)生衰變的現(xiàn)象（王進，2004），不論是在學(xué)術(shù)界還是在運動實踐中，該現(xiàn)象都被認為是值得關(guān)注的問題。盡管這個問題很重要，但研究人員對梳理競賽壓力源以及抗壓訓(xùn)練如何更好提升運動表現(xiàn)都不夠深入（Crum et al.， 2017; Jamieson et al.， 2018）。作為運動心理學(xué)研究人員，在幫助運動員進行心理訓(xùn)練和科學(xué)研究時發(fā)現(xiàn)：首先，很難構(gòu)建一個生態(tài)學(xué)效度高的適合運動隊的高壓場景，在心理學(xué)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的心理誘發(fā)壓力任務(wù)通常為特里爾壓力測試（The Trier Social Stress Test， TSST）范式（Kudielka et al.， 2007）、歌唱壓力測試（Sing a Song Stress Test， SSST）范式（Anne-Marie & Hogervorst， 2014）等，分別包括自由演講、心算和唱歌，而生理誘發(fā)壓力任務(wù)最常見的為冷加壓、噪音或電擊（Ishizuka et al.， 2007）等，上述任務(wù)通常在實驗室內(nèi)可以誘發(fā)高壓力情境，內(nèi)部效度和普適性較高，但對運動員來說，真實的運動場景卻不會出現(xiàn)上述的壓力源（當眾唱歌、電擊等），因而在研究結(jié)果解釋與應(yīng)用過程中仍存在局限性與不足。實驗控制與生態(tài)學(xué)效度間的權(quán)衡是令許多研究者困擾的問題，VR技術(shù)能夠為運動員呈現(xiàn)高度真實、生動的現(xiàn)實情境，更有利于有效誘發(fā)運動員真實的比賽體驗。此外，該技術(shù)還可以和“可穿戴技術(shù)”結(jié)合，對運動員各項生理變化進行進一步的實時監(jiān)控，給運動隊提供更多參考依據(jù)，更好地幫助運動員適應(yīng)壓力、應(yīng)對壓力。有研究直接指出結(jié)合傳統(tǒng)的應(yīng)激刺激呈現(xiàn)和用戶反應(yīng)模式，采用交互式的虛擬現(xiàn)實技術(shù)將成為未來急性應(yīng)激誘發(fā)范式發(fā)展新的生長點（段海軍等， 2017）。通過VR設(shè)置競賽壓力和心理訓(xùn)練，在科學(xué)研究和運動員日常訓(xùn)練中都具有潛在的應(yīng)用前景。

2.1 VR為心理訓(xùn)練提供生動的壓力場景

2.1.1 從結(jié)果反饋出發(fā)設(shè)置競賽壓力

各種認知或運動類任務(wù)通過限制時間來達到誘發(fā)壓力的效果。在模擬真實射擊比賽的VR任務(wù)中，系統(tǒng)設(shè)定25s的射擊時間（其中瞄準5s，發(fā)槍10s，調(diào)整10s），如果超時則記錄為未擊中且會發(fā)出“嘟嘟”聲音提醒（Ferran et al.， 2015）。此外，任務(wù)中要求被試又快又準地完成任務(wù)其實也是一種壓力，在VR下足球的點球任務(wù)中，記錄被試的進球數(shù)并同時考慮對反應(yīng)時的要求也會給被試帶來時間上的壓力（Stinson & Bowman， 2014）。

與競爭者這一因素相似，獎勵既可以作為一種提升動機的方式，同時也是重要的壓力源（Abrahamse et al.， 2016; Xue et al.， 2015）。在點球VR任務(wù)中，每個被試將會得到12美元的基線獎勵，同時每踢進一球則會得到0.15美元，最高可達到30美元的獎勵（Stinson & Bowman， 2014）。通過設(shè)置錯失球則會損失若干獎勵的規(guī)則也能達到誘發(fā)壓力的效果。除此以外，每次成功或失敗，觀眾的歡呼聲和掌聲或是指責聲和不禮貌行為也會成為一種獎懲刺激。因此，獎懲這一刺激可與觀眾同時組合設(shè)定為壓力源。

是否有反饋、反饋的效價以及反饋的來源都會成為影響運動員的重要因素。不論是視覺還是聽覺的消極反饋均帶來較大壓力，如當被試每失誤三次時在屏幕上呈現(xiàn)“你的表現(xiàn)很差”等提示會

導(dǎo)致高壓力狀態(tài)（Oudejans & Pijpers， 2009）。不僅如此，上述研究還通過設(shè)置隨機的反饋方式來誘發(fā)被試的失控感從而提升焦慮狀態(tài)。關(guān)于主試反饋還是VR程序中的反饋何者更能誘發(fā)高焦慮尚有疑問，雖然個別研究指出主試進行反饋的效果更好（Stinson & Bowman， 2014），但是來自VR場景之外的信息勢必會干擾被試的反應(yīng)和沉浸感。因此，反饋作為壓力源還需進一步探討。

2.1.2 從戰(zhàn)局發(fā)展出發(fā)設(shè)置競賽壓力

戰(zhàn)局發(fā)展的形勢也會影響運動員的壓力狀態(tài)。在訓(xùn)練中，設(shè)置競爭者可通過提升運動員的動機水平進而促進運動表現(xiàn)（Lewis & Linder， 1997; Plante et al.， 2003），然而該效應(yīng)主要體現(xiàn)在體能主導(dǎo)的運動任務(wù)中，而在技能主導(dǎo)的運動任務(wù)上，設(shè)置競爭者會變成干擾因素進而增加運動員的焦慮水平。

基于VR設(shè)置下的競爭者研究表明，相比落后于自己的競爭者，領(lǐng)先的競爭者更能喚醒運動員;同時與競爭者距離越近，運動員的喚醒水平則越高（Wellner， Sigrist， & Riener， 2010）。

通過操控具體比分結(jié)合運動情境，可以從比分的領(lǐng)先/落后以及比分的差距大/小兩個維度，形成四種交叉的壓力情境：處于大分差的領(lǐng)先情境、小分差的領(lǐng)先情境、大分差的落后情境以及小分差的落后情境，從而誘發(fā)不同程度的認知焦慮。未來還可通過設(shè)置關(guān)鍵分等壓力源來誘發(fā)壓力。

2.1.3 從干擾因素出發(fā)設(shè)置競賽壓力

觀眾的類型、真實程度以及行為反應(yīng)均會影響運動員的壓力狀態(tài)。在VR下通過設(shè)置五分鐘演講以評估虛擬觀眾（8人）對被試的影響。其中有三種不同類型的觀眾行為：表現(xiàn)出情感中立和保持靜態(tài)的觀眾;表現(xiàn)出友好和鼓勵行為的積極的觀眾;表現(xiàn)出敵意和無聊表情的消極的觀眾。結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使被試知道這是虛擬的聽眾，消極聽眾仍然可以誘發(fā)明顯的焦慮反應(yīng)，且軀體反應(yīng)帶來的影響更大，而中立觀眾下被試的表現(xiàn)最好（Pertaub， Slater， & Barker， 2002）。然而Wellner等人（Wellner， Sigrist， & Riener， 2010; Wellner， Sigrist， Von Zitzewitz et al.， 2010）的兩項研究發(fā)現(xiàn)，VR下，觀眾作為壓力源對帆船運動員的行為改變不大。實際上，真實帆船比賽過程中，由于遠距性，觀眾反應(yīng)對運動表現(xiàn)的影響確實不大。值得思考的是，Stinson和Bowman（2014）對被試進行事后訪談發(fā)現(xiàn)隊員和教練作為旁觀者會比陌生人更能誘發(fā)較高的壓力狀態(tài)。

臨床心理學(xué)研究常將蜘蛛、高空等作為VR場景壓力源， 使用虛擬現(xiàn)實暴露療法（virtual reality exposure therapy， VRET）來治療恐怖癥（姚玲玉， 李晶， 2016; Bouchard et al.， 2006; Sarapas et al.， 2017）。也有研究通過VR設(shè)置伊拉克/阿富汗的沙漠戰(zhàn)場情境，讓被試在VR模擬下乘坐一輛軍用吉普，其中低壓情景設(shè)定為：吉普車行駛在低刺激的平坦的安全區(qū)，高壓場景設(shè)定為：吉普車行駛在伴隨爆炸、炮火以及尖叫聲的伏擊區(qū)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，威脅場景的確會誘發(fā)個體的高焦慮狀態(tài)（Parsons & Courtney， 2018）。此類威脅刺激具有普適性，因此也可應(yīng)用于競技心理的壓力源，尤其是“高空”這一刺激，在冬季運動的空中技巧類項目中更為適用。

在焦慮領(lǐng)域的有關(guān)研究中，認知負荷具有兩重性，它既可以作為誘發(fā)焦慮的影響因素，同時也可以幫助被試專注在任務(wù)上從而緩解焦慮，尤其表現(xiàn)在認知焦慮上（Boyer & Liénard， 2006）。Parsons和Courtney（2018）在研究中，發(fā)現(xiàn)相比對照場景，增加了高認知負荷的Stroop任務(wù)的VR場景更能誘發(fā)高壓力狀態(tài)，其中認知焦慮得到成功誘發(fā)，而生理焦慮的結(jié)果則不穩(wěn)定。出現(xiàn)上述結(jié)果可能是由于中低程度的認知負荷可以緩解焦慮，而高認知負荷則沒有該效應(yīng)。

2.1.4 從項目本身出發(fā)設(shè)置競賽壓力

通過模擬真實比賽場景可以使參與者切實體會到置身于競賽情境當中，從而達到高度喚醒的效果。首先，可以對比基于VR的普通訓(xùn)練場和真實奧運賽場兩種情境下運動員的喚醒程度，進而確定其有效性，F(xiàn)erran等人（2015）通過設(shè)置VR下的“奧運10m射擊”比賽場景，發(fā)現(xiàn)相比訓(xùn)練場景，真實奧運場景以及它所包含的子壓力源（觀眾、聲音、對手等）更能誘發(fā)壓力狀態(tài)。其次，通過操控模擬逼真度（Simulation Fidelity，SF）也可以達到誘發(fā)高低壓力的效果，Stinson和Bowman（2014）發(fā)現(xiàn)高SF可誘發(fā)更高的心理和生理焦慮?！罢鎸嵄荣悎鼍啊边@一壓力元素的設(shè)置對優(yōu)勢項目的運動隊而言有著特殊意義，因此可以結(jié)合具體運動項目，通過仿真賽場布置、比賽流程以及賽場評委/比分呈現(xiàn)等有針對性地設(shè)置高壓場景。

除了上述設(shè)置壓力源這一手段，還可巧妙利用軟件設(shè)定來實現(xiàn)高低壓力的分類。如通過觀測物（FOR， Field of Regard）和模擬逼真度來實現(xiàn)不同程度的壓力誘發(fā)。FOR是通過設(shè)定90°和270°來分別實現(xiàn)低壓和高壓情境，SF是通過設(shè)定簡約和真實場景來分別實現(xiàn)低壓和高壓情境。結(jié)果發(fā)現(xiàn)FOR的設(shè)置未支持原假設(shè)，而SF的結(jié)果更穩(wěn)健。因此未來設(shè)置壓力情境尤其是賽場環(huán)境，模擬逼真度要比觀測物這一因素更為重要。

2.2 VR為心理訓(xùn)練提供新型的技術(shù)方法

傳統(tǒng)的心理技能訓(xùn)練包括目標設(shè)置訓(xùn)練、 放松訓(xùn)練、 表象訓(xùn)練、 注意訓(xùn)練以及模擬訓(xùn)練等， 新興的訓(xùn)練方法則包括逆境應(yīng)對訓(xùn)練、 自然環(huán)境恢復(fù)、 靜眼訓(xùn)練以及正念訓(xùn)練等（張力為等， 2020）。VR的優(yōu)勢和技能的可遷移性提示研究者可將心理訓(xùn)練與VR技術(shù)有效結(jié)合，作為提升運動表現(xiàn)的新手段，以提升心理訓(xùn)練的生動性和交互性。

2.2.1 虛擬現(xiàn)實暴露療法

虛擬現(xiàn)實暴露療法成為競技心理抗壓訓(xùn)練的新技術(shù)手段，可以很好地幫助個體克服想象暴露的困難，并節(jié)約現(xiàn)實暴露過程中的時間和金錢成本。該技術(shù)對恐飛、演講焦慮、社交焦慮等焦慮癥可達到中到大的效果（丁欣放， 李岱， 2018）。

在運動隊可以很好地利用這一技術(shù)，如在高危運動項目中，因一次意外受傷不敢繼續(xù)參加訓(xùn)練和比賽的運動員，除了心理疏導(dǎo)外，采用VRET技術(shù)可達到比傳統(tǒng)暴露療法更好的效果，不僅讓運動員感覺相對安全和可控，更能幫助其更快地逐級暴露。虛擬現(xiàn)實暴露療法不單單是現(xiàn)實暴露療法的延伸和擴展，它可以提供虛擬的安全環(huán)境、可控的和個體化的焦慮喚醒以及虛擬真實應(yīng)對個體的回避行為，未來具有較大的應(yīng)用潛力。

2.2.2 虛擬現(xiàn)實放松訓(xùn)練

通過VR和漸進式放松訓(xùn)練的結(jié)合也對降低焦慮實現(xiàn)放松有一定幫助（Killer， 2014）。還可借鑒基于VR場景的正念、自然環(huán)境恢復(fù)等技術(shù)方法，如通過VR技術(shù)，使參與者置身于自然環(huán)境（高山、瀑布等）中，并伴隨著輕柔的音樂和正念訓(xùn)練的指導(dǎo)語進行短時放松訓(xùn)練。干預(yù)過后，相比控制組，實驗組的Alpha波以及低Beta波顯著上升，說明該訓(xùn)練可以幫助個體降低焦慮（Jeff et al.， 2018）。

同時，大量研究證實（Anderson et al.， 2017; Annerstedt et al.， 2013; Schutte et al.， 2017; Villani et al.， 2007），在360°沉浸式體驗下，相比控制組和城市圖片組，自然環(huán)境圖片組的復(fù)愈性、積極情緒更高。這提示，通過VR進行自然環(huán)境恢復(fù)這一技術(shù)有望成為運動員降低負性情緒，調(diào)整最佳狀態(tài)的新手段。

2.2.3 虛擬現(xiàn)實表象訓(xùn)練

表象是運動員所使用的最為廣泛的心理訓(xùn)練方法之一，尤其是運動表象。然而該訓(xùn)練方法受到指導(dǎo)語的生動性以及運動員本身的表象能力的限制，成為其進一步發(fā)展的絆腳石（張力為等， 2020）。在虛擬現(xiàn)實程序中，無論是賽前行為程序、揮舞球拍，還是高壓下的行為表現(xiàn)，運動員都能清楚看到自己完成任務(wù)的整個動作流程，這些優(yōu)勢都有效打破了以往傳統(tǒng)表象訓(xùn)練的不足（Killer， 2014; Ross-Stewart et al.， 2018）。

可以將運動員的成功的一次運動表現(xiàn)通過3d錄像做成腳本，也可以通過在程序中呈現(xiàn)榜樣運動員的動作來幫助其進行表象。研究證實該種訓(xùn)練方法可以增加趣味性，降低運動表象的難度，并且其實時反饋的功能也允許運動員通過反復(fù)觀察自己在任務(wù)中的表現(xiàn)來培養(yǎng)自主性（Mirelman et al.， 2013）。

2.3 VR為心理訓(xùn)練提供多維的量尺

在進行心理訓(xùn)練的過程中，如何評估運動員的訓(xùn)練效果？過去以問卷和訪談法為主，但是容易受被試對指導(dǎo)語的理解程度、問卷本身的信效度以及心理服務(wù)人員的主觀性等影響，導(dǎo)致評價的客觀性和全面性下降（邱芬， 姚家新， 2002）。運動VR有望解決這一問題，首先可考慮傳統(tǒng)的因變量任務(wù)與VR的疊加，如Stroop任務(wù)（Parsons & Courtney， 2018）等認知任務(wù)，不僅可以作為認知負荷來誘發(fā)壓力，還可作為重要的因變量指標反映運動員的認知能力。其次，可考慮將客觀性和敏感性高的生理和腦電指標納入（于添等，2018）。過去較少納入這類指標最重要的原因是運動員在運動過程中不方便佩戴大型電子儀器，但運動VR可以解決此類問題，其反饋方式多樣，可兼顧訓(xùn)練任務(wù)和研究任務(wù)。

因此，在未來的VR場景設(shè)置中，可將認知任務(wù)靈活地插入虛擬場景中。除了關(guān)注認知和行為指標，未來研究可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為基礎(chǔ)，同時利用眼動與神經(jīng)成像等技術(shù)以探討行為表現(xiàn)背后的機制。一般在心理學(xué)研究中常采用集成眼動的虛擬現(xiàn)實設(shè)備，并通過視線交互系統(tǒng)以及傳感器采集實驗中的參與者行為和生理指標（Parsons & Neumann， 2019）。

3 總結(jié)與展望

文章的核心科學(xué)問題是利用虛擬現(xiàn)實這一技術(shù)，一方面可以幫助競技心理的研究設(shè)置生態(tài)學(xué)效度更高的高壓場景，另一方面可以幫助運動員在實踐應(yīng)用中實現(xiàn)壓力訓(xùn)練和壓力應(yīng)對。解釋競賽壓力和操作表現(xiàn)間關(guān)系的諸多理論中（孫國曉， 張力為， 2021），如多維焦慮理論、焦慮方向理論以及注意控制理論等，均是以壓力成功誘發(fā)為前提。但在實際研究中，實驗室誘發(fā)的壓力情境與真實比賽情境相差甚遠。本文從虛擬現(xiàn)實技術(shù)出發(fā)，以更全面和系統(tǒng)的角度為競賽壓力領(lǐng)域提供有效的壓力誘發(fā)場景、新型的心理訓(xùn)練方法和多維的反饋方式。

第一，綜合以往關(guān)于通過VR設(shè)置競賽壓力情境的研究，發(fā)現(xiàn)已有研究數(shù)量雖少，但是涵蓋了競技運動的大多壓力源，如競爭對手、觀眾、傷?。ㄍ{場景）、真實比賽場景、獎懲、時間等，同時也給我們提示了一些新的思路，如反饋方式、認知負荷等獨特心理學(xué)變量也可作為VR場景中的壓力源呈現(xiàn)給運動員，這樣不僅凸顯了心理學(xué)特色，而且有助于我們測量相應(yīng)的指標，如抑制控制等。需要注意的是，各項研究中都是幾種壓力源的組合，很少設(shè)置某種單一的壓力源，因此也更符合運動實際經(jīng)驗，未來可以靈活使用以下幾種壓力源的組合，進一步提升生態(tài)學(xué)效度。綜合已有相關(guān)研究，本研究從結(jié)果反饋、戰(zhàn)局發(fā)展、干擾因素和項目本身這四類壓力源出發(fā)，在成功誘發(fā)焦慮后，一方面可以借助VR幫助運動員實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實暴露療法、虛擬現(xiàn)實放松訓(xùn)練和虛擬現(xiàn)實表象訓(xùn)練等心理訓(xùn)練，另外，還可借助VR對上述對抗焦慮的訓(xùn)練系統(tǒng)進行系統(tǒng)評估。綜上，本文提出應(yīng)用框架（圖1）。

第二，為了幫助運動員適應(yīng)高壓情境，從而提升適應(yīng)競賽的能力。未來在利用運動VR時，可選擇以下訓(xùn)練任務(wù)：（1）從虛擬現(xiàn)實暴露療法（VRET）切入，僅僅是讓運動員暴露在某一壓力環(huán)境下就能逐漸降低壓力和恐懼心理。（2）從精準型任務(wù)（飛鏢、 射擊等）切入，該類任務(wù)要求高心理穩(wěn)定性，可以訓(xùn)練運動員在壓力下的注意穩(wěn)定性和情緒穩(wěn)定性。（3）以認知控制的“Stroop”等任務(wù)切入，提高運動員的抑制控制能力。此外，為了不影響運動員的傳統(tǒng)動作要求，不應(yīng)過多強調(diào)項目的獨特性，而應(yīng)從通用性入手，以達到有效和經(jīng)濟便利的目的。

目前少有科學(xué)研究來檢驗運動心理學(xué)研究中VR干預(yù)的有效性，因此該領(lǐng)域仍然存在不少值得繼續(xù)探索和研究的方面。一方面，運動VR中影響心理反應(yīng)的調(diào)節(jié)變量值得關(guān)注（Plante et al.， 2003; Neumann et al.， 2017; Nunes et al.， 2014）。如視角，主要體現(xiàn)在壓力應(yīng)對時，第一人稱視角相比第三人稱視角更易產(chǎn)生效應(yīng)，這是由于第一人稱的代入感更強;沉浸感的劑量效應(yīng)，即沉浸感越強（朱藝璇等， 2021），運動VR發(fā)揮效應(yīng)的可能性越大;性別，女性相比男性，可能更易受到運動VR的影響，如在VR環(huán)境中，不論單獨騎車還是與模擬對手一起騎車，女性都比男性參與者的喚醒水平更高;運動水平，真實比賽場景等壓力源的設(shè)置更易對專家而非新手發(fā)生作用，這是由于專業(yè)運動員有過大賽經(jīng)驗，因此對賽場環(huán)境的敏感性更強。另一方面，運動VR設(shè)置競賽壓力，除了誘發(fā)運動員的焦慮情緒外，還可以提升其訓(xùn)練動機和比賽興趣。因為即便是精英運動員也會面臨不斷重復(fù)的長期訓(xùn)練帶來的單調(diào)和枯燥感，這帶來的不良影響主要標志便是心理疲勞和動機減弱。因此變換訓(xùn)練方法可以幫助運動員克服心理疲勞，從而帶來堅持性的提升。VR作為一種新的技術(shù)，應(yīng)用在運動隊中，不僅可以提升表象訓(xùn)練和抗壓訓(xùn)練的效果，還能增加訓(xùn)練樂趣并降低心理疲勞。

虛擬現(xiàn)實兼顧內(nèi)外效度的特點，為研究者提供了一個理想的實驗條件來深入探討運動心理學(xué)的相關(guān)問題，從而幫助我們獲得更有意義的心理過程;另外，其安全性和交互性為運動隊提供了新的心理訓(xùn)練，從而提升運動員的訓(xùn)練動機和抗壓能力。

參考文獻

丁欣放， 李岱 （2018）. 虛擬現(xiàn)實暴露療法治療焦慮障礙的隨機對照試驗meta分析. 中國心理衛(wèi)生雜志. 32（3）， 191-199.

段海軍， 王雪微， 王博韜， 王彤星， 張心如， 王子娟， 胡衛(wèi)平 （2017）. 急性應(yīng)激： 誘發(fā)范式、測量指標及效果分析. 心理科學(xué)進展， 25（10）， 1780-1790.

劉燊， 柏江柱 （2022）. 虛實相融的“元宇宙+心理學(xué)”發(fā)展新趨勢. 心理技術(shù)與應(yīng)用， 10（1）， 58-64.

邱芬， 姚家新 （2002）. 現(xiàn)代運動心理技能訓(xùn)練研究現(xiàn)狀及未來走向. 武漢體育學(xué)院學(xué)報， 41（2）， 50-54.

孫國曉， 張力為 （2021）. 競賽壓力、注意控制與運動表現(xiàn)關(guān)系的理論演進. 心理科學(xué)進展， 29（6）， 1122-1130.

王進 （2004）. 解讀 “反勝為敗”的現(xiàn)象： 一個“Choking”過程理論. 心理學(xué)報， 36（5）， 621-629.

姚玲玉， 李晶 （2016）. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在臨床心理學(xué)的應(yīng)用. 心理技術(shù)與應(yīng)用， 4（12）， 763-768.

于添， 張晶晶， 王廣新 （2018）. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)緩解急性疼痛的心理機制. 心理技術(shù)與應(yīng)用， 6（4）， 232-244.

張力為， 毛志雄， 王進 （2020）. 運動與鍛煉心理學(xué)研究手冊. 北京： 高等教育出版社.

張力為， 孫國曉 （2013）. 當代運動心理學(xué)進展： 研究方法. 北京體育大學(xué)學(xué)報， 36（9）， 42-48.

張力為 （2013）. 運動員的自我控制：重要理論及研究進展. 心理科學(xué)， 36（3）， 515-523.

朱藝璇， 李林， 宋靜靜， 周春燕， 侯金波 （2021）. 虛擬現(xiàn)實環(huán)境中存在感的產(chǎn)生及影響因素. 心理技術(shù)與應(yīng)用， 9（9）， 557-566.

Abrahamse， E.， Braem， S.， Notebaert， W.， & Verguts， T. （2016）. Grounding Cognitive Control in Associative Learning. Psychological Bulletin， 142（7）， 693-728.

Anderson， A. P.， MD Mayer， Fellows， A. M.， Cowan， D. R.， Hegel， M. T.， &Buckey， J. C. （2017）. Relaxation with immersive natural scenes presented using virtual reality. Aerospace Medicine and Human Performance， 88（6）， 520-526.

Anne-Marie， B.， &Hogervorst， M. A. （2014）. A new paradigm to induce mental stress： the sing-a-song stress test （ssst）. Frontiers in Neuroscience， 8， 224.

Annerstedt， M.， Jonsson， P.， Wallergard， M.， Johansson， G.， Karlson， B.， Grahn， P.， Hansen， A. M.， & Wahrborg， P. （2013）. Inducing physiological stress recovery with sounds of nature in a virtual reality forest—results from a pilot study. Physiology and Behavior， 118， 240-250.

Baos， R. M.， Botella， C.， Garcia-Palacios， A.， Villa， H.， Perpia， C.， & Alcaiz， M. （2000）. Presence and reality judgment in virtual environments： a unitary construct？ Cyber Psychology and Behavior， 3（3）， 327-335.

BenotBideau， Kulpa， R.， Vignais， N.， Brault， S.， Multon， F.， & Craig， C. （2010）. Using virtual reality to analyze sports performance. IEEE Computer Graphics and Applications， 30（2）， 14-21.

Bird， J. M. （2019）. The use of virtual reality head-mounted displays within applied sport psychology. Journal of Sport Psychology in Action， 10（3）， 1-15.

Bouchard， S.， Cté， S.， Stjacques， J.， Robillard， G.， & Renaud， P. （2006）. Effectiveness of virtual reality exposure in the treatment of arachnophobia using 3d games. Technology and Health Care， 14（1）， 19-27.

Boyer， P.， &Liénard， P. （2006）. Why ritualized behavior？ precaution systems and action parsing in developmental， pathological and cultural rituals. Behavioral and Brain Sciences， 29（6）， 595-613.

Correia， V.， Araújo， D.， Cummins， A.， & Craig， C. M. （2012）. Perceiving and acting upon spaces in avr rugby task： expertise effects in affordance detection and task achievement. Journal of Sport and Exercise Psychology， 34（3）， 305-321.

Cotterill， S. T.， （2019）. Virtual reality and sport psychology： Implications for Applied Practice. Case Studies in Sport and Exercise Psychology， 2（1）， 21-22.

Covaci， A.， Olivier， A. H.， & Multon， F. （2015）. Influence of visual perspective and feedback guidance for free throw training in virtual reality. IEEE Computer Graphics and Applicants， 35（5）， 55-65.

Crum， A. J.， Akinola， M.， Martin， A.， &Fath， S. （2017）. The role of stress mindset in shaping cognitive， emotional， and physiological responses to challenging and threatening stress. Anxiety， stress， & coping， 30（4）， 379-395.

Cuperus， A. A.， & Van， d. H. I. J. M. （2016）. Virtual reality replays of sports performance： effects on memory， feeling of competence， and performance. Learning and Motivation， 56， 48-52.

Düking P.， Hans-Christer， H.， & Billy， S. （2018）. The potential usefulness of virtual reality systems for athletes： a short swot analysis. Frontiers in Physiology， 9， 128-132.

Fadde， P. J.， & Zaichkowsky， L. （2018）. Training perceptual-cognitive skills in sports using technology. Journal of Sport Psychology in Action， 9（4）， 239-248.

Ferran， A. S.， Franck， M.， & Lécuyer Anatole. （2015）. A methodology for introducing competitive anxiety and pressure in vr sports training. Frontiers in Robotics and AI， 2（10）， 1-11.

Ishizuka， K.， Hillier， A.， &Beversdorf， D. Q. （2007）. Effect of the cold pressor test on memory and cognitive flexibility. Neurocase， 13， 154-157.

Jamieson， J. P.， Crum， A. J.， Goyer， J. P.， Marotta， M. E.， & Akinola， M. （2018）. Optimizing stress responses with reappraisal and mindset interventions： An integrated model. Anxiety， Stress， & Coping， 31（3）， 245-261.

Jeff， T.， Jeremy， V.， & Hannah， C. （2018）. Virtual reality for anxiety reduction demonstrated by quantitativeeeg： a pilot study. Frontiers in Psychology， 9， 1280-1295.

Killer， A. （2014）. Examining the Usefulness of Virtual Reality as a Relaxation Training Tool and the Role of Openness and Introversion. Scranton： Marywood University.

Kudielka， B. M.， Hellhammer， D. H.， & Kirschbaum， C. （2007）. Ten years of research with the trier social stress test—revisited. Social Neuroscience， 56， 56-83.

Lewis， B. P.， & Linder， D. E. （1997）. Thinking about choking？ attentional processes and paradoxical performance. Personality and Social Psychology Bulletin， 23（9）， 937-944.

Miles， H. C.， Pop， S. R.， Watt， S. J.， Lawrence， G. P.， & John， N. W. （2012）. A review of virtual environments for training in ball sports. Computers and Graphics， 36（6）， 714-726.

Mirelman， A.， Maidan， I.， & Deutsch， J. E. （2013）. Virtual reality and motor imagery： promising tools for assessment and therapy in parkinson s disease. Movement Disorders， 28（11）， 1597-1608.

Multon， F.， Kulpa， R.， & Bideau， B. （2008）. Mkm： a global framework for animating humans in virtual reality applications. Presence： Teleoperators and Virtual Environments， 17（1）， 17-28.

Neumann， D. L.， Moffitt， R. L.， Thomas， P. R.， Loveday， K.， Watling， D. P.，? Lombard， C. L. ... & Tremeer， M. A. （2017）. A systematic review of the application of interactive virtual reality to sport. Virtual Reality， 22（3）， 183-193.

Neumann， D.， & Moffitt， R. （2018）. Affective and attentional states when running in a virtual reality environment. Sports， 6（3）， 71-89.

Nunes， M.， Nedel， L.， & Roesler， V. （2014）. Motivating People to Perform Better in Exergames： Competition in Virtual Environments. 29th Annual ACM Symposium on Applied Computing. ACM.

Oudejans， R. R. D.， & Pijpers， J. R. （2009）. Training with anxiety has a positive effect on expert perceptual-motor performance under pressure. Quarterly Journal of Experimental Psychology， 62（8）， 1631-1647.

Parsons， T. D.， & Courtney， C. G. （2018）. Interactions between threat and executive control in a virtual reality stroop task. IEEE Transactions on Affective Computing， ?9（1）， 66-75.

Parton， B. J.， & Neumann， D. L. （2019）. The effects of competitiveness and challenge level on virtual reality rowing performance. Psychology of Sport and Exercise， 41， 191-199.

Pertaub， D. P.， Slater， M.， & Barker， C. （2002）. An experiment on public speaking anxiety in response to three different types of virtual audience. Presence Teleoperators and Virtual Environments， 11（1）， 68-78.

Plante， T. G.， Aldridge， A.， Bogden， R.， & Hanelin， C. （2003）. Might virtual reality promote the mood benefits of exercise？. Computers in Human Behavior， 19（4）， 495-509.

Powers， M. B.， &Emmelkamp， P. M. G. （2008）. Virtual reality exposure therapy for anxiety disorders： a meta-analysis. Journal of Anxiety Disorders， 22（3）， 561-569.

Romeas， T.， Guldner， A.， & Faubert， J. （2016）. 3d-multiple object tracking training task improves passing decision-making accuracy in soccer players. Psychology of Sport and Exercise， 22， 1-9.

Ross-Stewart， L.， Price， J.， D Jackson， & Hawkins， C. （2018）. A preliminary investigation into the use of an imagery assisted virtual reality intervention in sport. Journal of Sports Science， 6（1）， 20-30.

Sarapas， C.， Weinberg， A.， Langenecker， S. A.， & Shankman， S. A. （2017）. Relationships among attention networks and physiological responding to threat. Brain Cognitive， 111， 63-72.

Schutte， N. S.， Bhullar， N.， Stilinovi， E. J.， & Richardson， K. （2017）. The Impact of Virtual Environments on Restorativeness and Affect. Ecopsychology， 9（1）， 1-7.

Slater， M.， & Sanchez-Vives， M. V. （2016）. Enhancing Our Lives with immersive Virtual Reality. Frontiers in Robotics and AI， 74（3）， 1-47.

Stinson， C.， & Bowman， D. A. （2014）. Feasibility of training athletes for high-pressure situations using virtual reality. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics， 20（4）， 606-615.

Tromp， J.， Peeters， D.， Meyer， A. S.， & Hagoort， P. （2018）. The combined use of virtual reality and EEG to study language processing in naturalistic environments. Behavior Research Methods， 50（2）， 862-869.

Turner， M. J.， Massie， R.， Slater， M. J.， & Braithwaite， E. （2021）. Do challenge and threat evaluations predict netball performance and selection at trials in youth netball players. Sport and Exercise Performance Psychology， 10， 71-87.

Villani， D.， Riva， F.， & Riva， G. （2007）. New technologies for relaxation： The role of presence. International Journal of Stress Management， 14（3）， 260-274.

Wellner， M.， Sigrist， R.， & Riener， R. （2010）. Virtual competitors influence rowers. Presence， 19（4）， 313-330.

Wellner， M.， Sigrist， R.， von Zitzewitz， J.， Wolf， P.， & Riener， R. （2010）. Does a virtual audience inuence rowing？ Journal of Sports Engineering and Technology， 224（1）， 117-128.

Xue， X.， Zhou， X.， & Li， S. （2015）. Unconscious reward facilitates motion perceptual learning. Visual Cognition， 23（1）， 161-178.

Yaremych， H. E.， & Persky， S. （2019）. Tracing physical behavior in virtual reality： A narrative review of applications to social psychology. Journal of Experimental Social Psychology， 85， 1-8.

The Research Progress and Application of Virtual Reality in the Competition Pressure

YUN Dongting; ZHANG Liwei

（School of Psychology， Beijing Sport University， Beijing 100084， China）

Abstract

The impact of anxiety on performance is one of the cores of competitive psychological research. However， due to the limitations in study methods and techniques， the exploration of competitive stress and stress training with high ecological validity are limited. When it comes to applying VR technology to sports psychology， there are three key factors to consider. Firstly， providing psychological training with high-pressure situation setting with both internal validity and external validity. Secondly， it will be a technology that teaching athletes how to cope with stress by exposing them in seemingly realistic environment and transferring the traditional sporting skill. Thirdly， the effectiveness of psychological training can be evaluated via the feedback of behavioral， mental and bioneural indicators. To improve the application of VR technology and deepen the empirical study evidence， the universal and specific high-pressure sport game scenes as well as a sort of anti-stress training system will be established in the future.

Key words： ?virtual reality; stress-coping; mental training; mental regulation; sports performance