奧運(yùn)中的科學(xué)--鷹眼系統(tǒng)
2004年美國網(wǎng)球公開賽中,小威廉姆斯在關(guān)鍵時(shí)刻的一記漂亮回球被錯(cuò)誤判罰為出界,致使對手卡普里亞蒂獲勝。盡管司線員明確表示球落在界內(nèi)而裁判阿爾維斯卻不予理睬。這一事件直接促進(jìn)了“即時(shí)回放系統(tǒng)”的亮麗登場。媒體興奮地說,如果裁判的兩只眼睛無法適應(yīng)今天的球速,就讓高科技的第三只眼睛早日睜開吧!
“即時(shí)回放系統(tǒng)”有個(gè)絕妙的別名“鷹眼”,正好出自發(fā)明者霍金斯姓氏的前4個(gè)字母。“鷹眼”能在10秒時(shí)間內(nèi),將球在三維空間飛行的動(dòng)態(tài)軌跡和精確落點(diǎn)展現(xiàn)在大屏幕上,不僅避免了無謂的糾紛和爭執(zhí),監(jiān)督了裁判的失察和不公,還給觀眾帶來了新的視角,增加了新的觀賞元素。2006年納斯達(dá)克100大師賽中“鷹眼”系統(tǒng)首次正式使用,運(yùn)動(dòng)員每盤有兩次機(jī)會申請“鷹眼”仲裁。
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“鷹眼”即時(shí)回放系統(tǒng)
“鷹眼”為什么能如此“明察秋毫”又“面面俱到”?這是一個(gè)由10臺高速攝像機(jī)和數(shù)臺電腦以及大屏幕組成的系統(tǒng),計(jì)算機(jī)將球場上整個(gè)立方空間劃分為毫米級的測量單元。安放在不同位置和角度的高速攝像機(jī)全息捕捉網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的基本數(shù)據(jù),再通過電腦成像技術(shù),重建與合成網(wǎng)球飛行軌跡的三維圖像并顯示在大屏幕上。國際網(wǎng)聯(lián)表示了對“鷹眼”的高度認(rèn)同和欣然接納。網(wǎng)壇巨星阿加西說:“在我20年的職業(yè)生涯中,這項(xiàng)新技術(shù)為網(wǎng)球增添了新的維度,無論對于運(yùn)動(dòng)員、球迷和電視觀眾都是最值得興奮的事。”
“鷹眼”也被稱為即時(shí)回放系統(tǒng),它是對裁判判罰精確性的得力輔助工具。這一技術(shù)原理并不復(fù)雜,但十分精密。這個(gè)系統(tǒng)由8個(gè)或者10個(gè)高速攝像 頭、四臺電腦和大屏幕組成。這一系統(tǒng)分為幾個(gè)步驟,首先,借助電腦的計(jì)算把比賽場地內(nèi)的立體空間分隔成以毫米計(jì)算的測量單位;然后,利用高速攝像頭從不同角度同時(shí)捕捉網(wǎng)球飛行軌跡的基本數(shù)據(jù);再通過電腦計(jì)算,將這些數(shù)據(jù)生成三維圖像;最后利用即時(shí)成像技術(shù),由大屏幕清晰地呈現(xiàn)出網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)路線及落點(diǎn)。從數(shù)據(jù)采集到結(jié)果演示,這個(gè)過程所耗用的時(shí)間,不超過10秒鐘。
由于網(wǎng)球在空中運(yùn)行速度很快,因此在落地后,經(jīng)常會有選手對其落在線內(nèi)還是線外產(chǎn)生爭議。而“鷹眼”技術(shù)是對裁判判罰精確性的得力輔助工具,通過它可以有效地杜絕一些爭議的產(chǎn)生。
鷹眼技術(shù):
八部分辨率極高的快速黑白攝像機(jī)被安置在球場周圍。
球的位置:用軟件對球場的各條邊線進(jìn)行校準(zhǔn),使得網(wǎng)球運(yùn)行的軌跡被各部攝像機(jī)捕捉到后,能夠通過畫面呈現(xiàn)。
采用3D技術(shù)來模擬網(wǎng)球,成像的依據(jù)是三部被架設(shè)計(jì)在“邊角位置”上的攝像機(jī)捕捉到的素材。
影響生成過程:以2000楨/秒的速度從每部攝像機(jī)中索取影像,并傳輸給主控電腦。
每楨畫面經(jīng)校準(zhǔn)后,確定網(wǎng)球的運(yùn)行路線,并且計(jì)算出球沿此軌跡運(yùn)行的落地彈跳點(diǎn),保證誤差控制在3毫米以內(nèi)。
“鷹眼”的正式名稱是“即時(shí)回放系統(tǒng)”,它的技術(shù)原理并不復(fù)雜,只是十分精密。這個(gè)系統(tǒng)由8個(gè)或者10個(gè)高速攝像頭、四臺電腦和大屏幕組成。首先,借助電腦的計(jì)算把比賽場地內(nèi)的立體空間分隔成以毫米計(jì)算的測量單位;然后,利用高速攝像頭從不同角度同時(shí)捕捉網(wǎng)球飛行軌跡的基本數(shù)據(jù);再通過電腦計(jì)算,將這些數(shù)據(jù)生成三維圖像;最后利用即時(shí)成像技術(shù),由大屏幕清晰地呈現(xiàn)出網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)路線及落點(diǎn)。從數(shù)據(jù)采集到結(jié)果演示,這個(gè)過程所耗用的時(shí)間,不超過 10秒鐘。通常用于電視轉(zhuǎn)播。這項(xiàng)技術(shù)早在2001年初問世時(shí)便獲得了英國皇家電視協(xié)會頒發(fā)的科技革新獎(jiǎng),2003年又因廣泛使用于網(wǎng)球轉(zhuǎn)播而獲全美電視最高獎(jiǎng)艾美獎(jiǎng)的“杰出科技貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。對網(wǎng)球界人士來說,將鷹眼技術(shù)引入網(wǎng)球現(xiàn)場判罰是一項(xiàng)具有重大意義的革新,足以與36年前引入搶七制相提并論。隊(duì)員要求看“鷹眼”回放就對裁判判罰不滿意,也就是挑戰(zhàn)裁判在場上的權(quán)威地位。 #p#page_title#e#