球門線不再有冤案 – 說說鷹眼技術

精彩的巴西世界杯正在如火如荼的進行，這屆世界杯有不少新東西，譬如裁判員用來控制人牆距離的小噴壺。而最有科技含量的還是球門線使用的鷹眼技術。這是一個什麼東西？為什麼能從網球到足球，它是怎麼工作的呢？會有什麼應用前景？
足球場上的球門線疑案

足球運動有球門和門線，而規則規定球必須整體越過了門線才算進球。這就給裁判帶來了巨大的麻煩。

優秀運動員踢出來的射門時速最高達150公里/小時，100公里/小時以上是家常便飯。在門線附件，打中球門橫梁立柱反彈，或者被守門員救出來的球，時間只有0.0x秒，而裁判往往在20米開外，要看清並且做出準確判斷太難了。

所以球門線疑案層出不窮，最有名的是1966年世界杯決賽英格蘭打進德國球門的那個球門線反彈球。那可是決定世界杯冠軍歸屬的球。

之後類似的球門線疑案也層出不窮，最近的就有2012年足總杯決賽。

鷹眼技術的原理
其實鷹眼技術的正式名字叫即時回放系統，2001年發明。它的發明是3D技術和計算機技術進步的結果。 （當年的3D顯卡大戰正酣）。

鷹眼技術通過多部攝像機，從多個角度拍攝比賽場地。 （網球是8部到10部，足球是14部），然後對場地建立精確的3D模型，精確到毫米。

足球也好，網球也好，羽毛球也好，攝像機都捕捉到圖像，然後計算其在3D模型中的坐標。

我們知道，人眼有兩隻，可以形成立體感，確定距離遠近。而攝像頭越多，被遮擋的概率越小，對坐標的判斷越精確。

因為球是高速運動的，要精確判定運動坐標，必須間隔很短的時間，所以這種攝像機的拍攝高達2000幀/秒。保證每一幀之間的坐標位移很小，這樣就可以精確重現球的運行路線。達到軌跡跟踪的目的。

從攝像機中的圖像到3D模型中的坐標，一方面需要攝像機有比較高的分辨率，另外一方面需要計算機通過算法即時完成轉換。

最後，把這個3D模型的軌跡跟踪，通過影像方式回放出來，展示給觀眾和裁判，完成精確判罰。

鷹眼技術的前景

目前，因為攝像機、專利、算法的因素，這套系統價格還比較高，不能大規模普及到生活應用之中。但是隨著摩爾定律，價格最終應該不是問題。

其實，這套東西的原理和體感遊戲基本類似，前幾天發布的亞馬遜手機能夠跟踪手機使用者的頭部也是同樣的原理。

如果能結合智能算法做人工智能的識別，這套系統用途可以擴展的非常廣闊。 。

在操控方面，鷹眼技術可以精確記錄人的動作軌跡，算法可以判斷人的意圖，像《少數派報告》中一樣的計算機操控方式很容易實現。
在醫療領域，多個角度的透視技術3D成像可以準確判斷出病人的病變位置，並指導醫生的操作。甚至可以讓機器人來完成手術。

在體育運動上，可以輕易跟踪一個運動員的運行軌跡，記錄其習慣的活動區域和習慣動作，做針對性佈置。

在軍事領域，多個角度的雷達，或者光學觀測，可以對戰場3D建模，精確確定敵方目標的位置並加以打擊。

鷹眼技術不僅僅可以用來解決球門線冤案，它的原理擴展出去前途無量。


資料來源：雷鋒網