体适能分为竞技体适能和健康体适能。竞技体适能主要针对专业运动员（例如在我校运动训练专业学习的本科学生，其中包含多位奥运冠军与世界冠军、冠名“福建师范大学”的福建省男子排球队员，及其在训的省体工队其他专项的队员），其包含运动员速度、力量、灵敏、神经肌肉协调、平衡、反应等指标。健康体适能是指人体所具备的有充足的精力从事日常工作（学习）而不感疲劳，同时有余力享受康乐休闲活动的乐趣，能够适应突发状况的能力，即人体适应环境的能力，其主要针对非体育专业的普通学生，其评定内容主要指心肺机能、柔软度、肌肉力量、肌肉耐力、身体成分等指标。而体适能评定是专业运动员成绩提升和普通学生体质健康干预的主要依据。
本中心通过开发虚拟仿真跑步系统，把跑步机、踏步机、电单车等作为交互设备，支持多个测试者可以进行联网的多个指标的虚拟训练，并同时记录血压和心率等生理参数的变化，从而进行体适能的动态跟踪与实时展示。2012年，软件学院与福建省知名运动腕表企业宜美电子合作，将便携式记步、心率功能腕表与健康运动结合进行了健身运动评测系统的开发，建立了个人运动数据库与在此基础上的许多高层应用。该项目可通过二次开发，应用于本中心的体适能评测虚拟仿真平台。该平台可承担体育相关专业的部分实验教学任务以及公共体育大学体育课程中的学生身体机能评定与发展实验任务。虚拟场景体适能评定系统（跑台、功率自行车）将配备了传感器的功率计（跑台、功率自行车）与系统中的虚拟世界进行交互控制，通过观看投影屏上的虚拟替身（Avatar）获知自己在虚拟场景的行为和状态，体现了较强的临场感和沉浸感（图1）。真实的临场感该系统包括一套装配了各种传感器的跑步机，这些传感器可采集测试者的跑步信息，将力反馈转换成控制信号，进而控制虚拟场景中的虚拟替身，实现人机互动；此外，还有一套把手和踏板也有附加传感器的功率自行车，可以允许被测试者自然地控制替身骑车的速率和方向。为了进一步加强使用者在虚拟世界的存在感，通过摄像头可以采集人脸照片，该照片被用来重新构建替身的三维脸部模型，以此个性化虚拟替身，增强运动者在虚拟世界的沉浸感和认同感。运动的同时，能够潜移默化地加入一些知识性的内容，既能提高运动者的兴趣，又有利于知识的积累。可通过功率计直接控制他们的虚拟替身进行场景漫游，并可在室内和户外场景切换以体验不同的景点风光，交互的学习沿途遇到的中国文化和奥林匹克知识。
模块1.体育专业课内实验项目
- 运动对心率和血压的影响
- 运动对肺通气功能的测定
- 人体运动时心电图的描记
- 运动时能量消耗的测定
- 最大摄氧量的测定
- 无氧功率的测定
- 等速肌力测定
- PWC170 测定
- 视觉功能测定
- 前庭稳定性测定
- 反应时测定
- 运动性疲劳的生理学判断
- 训练水平的生理学评定
- 身体成分测定
- 速度、力量、耐力、灵敏、柔韧等身体素质的测定与评定
- 运动处方的制定
模块2.非体育专业课内实验项目
①大学体育课实验项目
- 学生体质自我评定
- 体育锻炼方案设计
- 体育锻炼方案效果评定
②健康体适能通识课实验项目
模块3.课外实验项目
- 心肺机能评定
- 柔软度评定
- 肌肉力量评定
- 肌肉耐力评定
- 身体成分评定
通过实验室开放共享，可以满足校内外体育专业以及校内非体育专业的学生进行与体适能评定相关的课外实验。学生通过预约后，可以进行课堂内容强化实验、课堂内容拓展实验以及学生自选科研实验等课外实验以及社会服务。例如：引入电子健身游戏体适能测试系统，该系统可以包含多种锻炼项目，可以将虚拟场景及运动伙伴或竞赛对手加入系统，例如与明星对阵，使娱乐性和竞争性增加，满足人的竞争和挑战心理（图2）。所配备的便携式心肺机能测试系统可以精确地测试运动的能量代谢状况，同时，游戏本身也会显示运。动者消耗的卡路里指数。可用于运动减肥和康复的运动负荷测定。本项目改变了以往学生在大强度或长时间运动中的枯燥感，尤其是最大摄氧量和无氧功率测定等挑战极限的测试，学生不需要鼓励和加油也能顺利地达到最大运动能力状态。可以提高受试者对虚拟体验的满意度，提高使用者的兴奋点，对虚拟环境的临场感而感到兴奋和投入。
模块4.运动训练服务
体适能评定虚拟仿真实验室凭借自身的优势，主要为排球、篮球、足球、田径、体操、武术、游泳、网球、羽毛球、健美操、保龄球、乒乓球、蹦床、举重等代表队的竞技体适能训练提供科技服务和科学指导，可以在学校运动队训练与竞赛方面做出突出贡献。例如：通过三维（3D）模拟技术，网球模拟系统采用虚拟仿真和可视交叉定位等多种先进技术，可以模拟不同的四大公开赛球场，如：澳网、法网、温网、美网，充分感受国际网球知名球场的魅力。打球过程中硬地、红土、草地等网球场地与实际下场感觉接近，成熟的3D绘制技术还可以使内、外球场画面逼真，功能强大（图3）。功能和效果：该系统通过人机互动，将教学分析、练球、标准竞赛于一体，通过测量网球的飞行参数和网球球拍的挥拍轨迹参数，能准确再现击球者挥拍的各种信息，功能全面。同时开发网球技术动作分析软件，配有摄像镜头，可清晰捕捉击球动作，可以将网球技术与世界级高水平选手进行比照，评判学员的不足，从而提高技术水平。
网球模拟分析系统满足了高端网球教学条件所需，显著减少了开设网球课程的教学成本。击球之后能够迅速准确的做出分析数据利用投影机投射在大屏幕上，可以让学生在室内练习的同时，享受到网球球场的乐趣。
以上模块实现的功能和效果：
(l)漫游及巡检功能:为使用者进行认识实习和进行现场巡检所设计，使用者可以通过操作键盘在整个虚拟场景中自主进行漫游。
(2)人体内部结构和运动原理的可视化功能:实际的人体运动过程其内部微观层次大多为封闭运行且难以观察，运动过程中根本不允许打开或无法拆开以观察内部结构及运行过程，运动实践中的内部结构、工作原理及运行状态等知识对受教育者没有直观的认识，通过设计此功能，使用者可以通过隐藏或打开虚拟仿真模型观察运动人体的内部结构及功能关系，有利于使用者对运动人体结构的认识和运动原理的掌握。
(3)参数调节、实时信息反馈及多场景体验功能:使用者可以通过亲自操作虚拟仿真模型，在相应的实验参数设定、调节下进行各种运动场景的学习，利用3D和4D技术不仅显示人体运动状态，还能够通过色彩、声音等方式显示实验操作结果，并且在出现操作错误时及时给予相应的信息提示及反馈（图3）。
(4)复杂冗长的内部过程快捷化：通过虚拟仿真系统的合理设定及高效参数仿真，可在实验教学允许的有限时长内，实现复杂冗长人体运动过程在虚拟仿真系统中快速、高效地完成。
本项目各平台、模块的建设将模拟现代运动人体科学的实际理论知识，兼顾传统的实验教学过程，设置相对简化的、逼真的虚拟实验教学布局、实际人体运动场景。模块化、场景化的操作界面与实际运动人体近乎一样，实验者可在仿真界面上选择相应类型的人体运动过程和单元操作模型（图1、图2）。
实验者只有正确设计出根据实际运动过程动作序列和运动单元操作的先后顺序才可正常通关执行后续操作。单元操作根据需要可呈现运动人体的内部三维结构；采用3D或4D技术，使实验者完全体会逼真的场景和动作序列操作感；人机交互，调节参数并显示实时运动效果，实时记录、跟踪和反馈信息，显示相应虚拟仿真画面，对人体运动等复杂过程做必要的简化、形象化和可视化。
附图：
图1 电单车体适能训练与评定系统
图2 电子游戏体适能测试系统 图3 网球动作测评