门线技术极限救球 (门线技术失效)

北京时间4月19日凌晨,欧冠四分之一决赛第二回合,皇家马德里在伯纳乌通过加时赛以4-2击败拜仁慕尼黑,总比分6-3晋级四强。跟以往所有关键之战类似,裁判的判罚再次成为焦点。

这次,不甘心的变成了拜仁队员与球迷。因为裁判作为一个肉眼凡胎而犯下的错误,我们真的就不得不无休止地相互伤害下去吗?难道我们真的就这样被少数人所谓“误判也是足球一部分”的言论而固步自封,不能用如今的高科技手段来挽救冤案吗?

门线技术还在使用吗,门线技术争议

其实,当今科技的进步已经给了我们一个显而易见的答案。门线技术已经正在向全场扩展,并且将更加深入地被应用在足球比赛的各项规则中。门线技术的发展势必会涵盖视频回放技术的功能,彻底实现足球裁判领域的人工智能。

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马塞洛与C罗的配合有越位之嫌

其实,这项技术并不新鲜,其最重要的一个分支就是鹰眼技术。

如果你哪怕只曾看过一场现代网球比赛,也会对鹰眼技术赞不绝口。当有球员宣布挑战鹰眼时,观众们会有节奏地鼓掌,带动起最终谜底揭开时的氛围。不仅如此,鹰眼还成为了网球运动中的一项战术,适当的时间挑战鹰眼能够打乱对手节奏、缓解本方压力。鹰眼的另一个成功应用在于国人并不熟悉的板球运动,而且世界上的第一只鹰眼就安装在2001年的一场板球比赛上。后来,羽毛球、橄榄球等运动相继引入鹰眼,但国际足联对是否在足球场上引入这项技术手段探讨了长达十年之久。

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网球赛场上的鹰眼动画

国际足联的态度转变

足球门线技术作为鹰眼公司业务的拓展并不存在任何技术难度,但国际足联长久以来一直不情愿用它辅助裁判的判罚。

2010年3月,就在外界呼声的压力下,国际足球协会理事会用一次会议正面回应了对门线技术的最终决定。最终投票的结果为2-6,只有两名英格兰和苏格兰的代表投了赞成票。于是,国际足联宣布永久放弃使用门线技术。其给出的解释是,利用科技执法会影响比赛连贯性。当然,所有人都知道,这次决定必然裹挟着众多利益间的博弈。

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国际足球协会理事会商讨门线技术的运用

然而,南非世界杯上的状况百出给国际足联当即打了一记响亮的耳光。世界杯还没结束,时任国际足联秘书长的杰罗姆-瓦尔克对媒体表示:“我不得不承认我们错了,没有门线技术,我们太容易犯错了。射门的速度越来越快,我们一定要帮帮裁判们。我保证这会是最后一届为球进没进而争执的世界杯。”

多年来,争议旷日持久的“幽灵球”已经成为足球世界上热门的话题。1966年,吉奥夫-赫斯特在世界杯决赛上的攻门让老球迷们争论到了坟墓里。尽管51年前的录像让这个问题成为了永久之谜,但现在,我们的目的是让这样谜案、悬案、冤案的发生彻底结束。

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瓦尔克因卷入国际足联腐败案而被解雇

鹰眼的前世今生

鹰眼系统是由保罗-霍金斯博士在1999年开发并获权专利的产品。霍金斯博士是一位的人工智能专家,并是Hawk-Eye Innovations的创始人。鹰眼,本质上就是在空气中高分辨率地捕捉物体飞行轨迹的一套设备。整个系统基于三角测量原理,利用安排在六个方位的高速摄像机拍摄物体运动的整个过程。

由于六个机位的信息可以共同工作并一同处理,即便是在球员拥挤的区域,鹰眼也能够准确判断足球是否越过门线。这种情况在罚角球时最容易出现。目前,最高版本的鹰眼系统中,即便足球在摄像机下只露出10%,鹰眼也能够准确判断其精确位置。

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保罗-霍金斯博士(左)参与英超引入门线技术的发布会

摄像机拍摄的实时图像会在总控计算机中进行处理,并用配套软件分析。现在的鹰眼系统不止能够应用在门线上,还能在各个容易引发争议的地方进行监控。在每一帧照片里,系统能够分析出照片中足球和球员的像素聚类,通过图像识别计算其坐标,并通过同一时刻的多张照片确定其三维位置。一系列的照片组成足球和球员的运行轨迹,用仿真画面标示出整个比赛画面运行。鹰眼不但是比赛中裁判的利器,还能够在训练过程中指导球员的传球与射门脚法,以及球员们在比赛中的跑位。

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技术人员正在进行实测

鹰眼的精确程度远远超过了NBA比赛中的回放录像。在NBA录像测试中,一个以97公里/小时飞行的气球只能在录像中获得1米的分辨率,这或许能够适用于篮球运动员投篮和掷球的速度,但这对于足球射门是绝不够用的。

鹰眼系统,能够在千分之一秒内分辨,将球和球员们的位置误差控制在毫米级别。2001年5月,鹰眼系统第一次在皇家板球体育场被应用于英格兰对巴基斯坦的板球比赛中。2008/09赛季,国际板球协会为冬季联赛引入了鹰眼。在比赛中,裁判能够在一秒钟之内得知板球击中击球手的具体部位。鹰眼系统第一次被引入联赛就给板球裁判帮了大忙。

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鹰眼公司技术人员正在进行测试

2006年,在澳大利亚珀斯举行的网球公开赛首次将鹰眼运用在网球比赛中。当选手质疑边线裁判的判罚时,即可宣布挑战鹰眼。为了保证比赛连贯性,国际网球联合会对每场比赛挑战鹰眼的次数进行了限制。著名网球选手帕姆-施里弗在参加当日比赛解说时感慨:“作为一名球员的时候,我一直梦想着有一天,高科技能够代替经常出错的边线裁判。这一天真的降临了!”

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安迪-穆雷在2013年温布尔登公开赛上挑战鹰眼

鹰眼之于足球,同样开始于2006年。富勒姆俱乐部率先在他们的克拉文农场球场安装了鹰眼系统,以帮助球队进行训练。此后,雷丁队在马德伊斯基球场安装了鹰眼系统。为了向全世界俱乐部提供统一标准,国际足联技术团队一直在开展工作。目前,对于门线上足球位置判断的误差为5毫米,响应时间为0.5秒。也就是说,在最坏的情况下,如果足球越过门线5毫米,裁判必须在0.5秒内得知进球的消息。英超官方对鹰眼一直情有独钟,早在正式启用之前五年,英超发言人就对媒体表示,鹰眼是目前来看最合适于足球运动的裁判辅助技术。

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温格教授亲身体验鹰眼技术

有了世界上最赚钱足球联赛的支持,霍金斯博士向时任国际足联主席的布拉特写了一封公开信。信中非常强势地向足球世界推荐了这项能够改变足球运动的技术:“毫无疑问,这项技术的本质是为了解决足球比赛中的误判问题,因为我本人就是一个足球迷。然而现在,鹰眼已经成功而广泛地应用在了除足球以外的各项运动中。我认为国际足联是时候做一些改变了。”

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因凡蒂诺在多个场合表示支持门线技术推广

凯洛斯系统的崛起:足球的智能化

门线技术的另一个重要分支被称为凯洛斯系统,是由德国凯洛斯科技公司开发的,主要应用于阿迪达斯生产的足球上。

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阿迪达斯专门为凯洛斯系统设计的足球

凯洛斯系统最主要的部件是遍布双方禁区草皮以下的线路。由于电流的通过,禁区内会产生较为微弱的磁场梯度。一旦足球进入该磁场,其上的传感器就会根据测量的结果判断足球在禁区内的位置,包括足球是否已经进入禁区,是否飞出底线,以及是否越过门线。只要足球的运行位置达到了死球的标准,一束信号就会发送给裁判的手表,在一秒内引发震动。

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凯洛斯系统判断进球的原理图

凯洛斯系统的第一套产品出现于2006年,次年就被应用在日本举行的世俱杯比赛中。凯洛斯系统一出,就让此次参赛的裁判们赞不绝口。公司市场营销部主管奥利弗-布劳恩骄傲地说:“我们与阿迪达斯合作,让足球更加智能。这次合作,我们都做得很棒。”阿迪达斯为足球植入了芯片,在不明显提高重量的情况下让足球本身变得极具科技感。下一步,阿迪达斯将集中攻克球鞋中内置芯片的技术难题。在未来,每一名球员的运动全过程都能够被场地上的磁场记录下来。这样,足球与球员的运动被全部实时监控,判定越位只不过是几行代码的事。

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GoalControl也是一家具有竞争力的门线技术公司

终极目标:公平竞赛

自南非世界杯以来,全世界球迷似乎并不再怀疑和犹豫,门线技术的引入势在必行。看看“神灯”兰帕德的惊慌与沮丧,2010年6月28日的布隆方丹成为英格兰球迷再一次的伤心之地。南非世界杯上的争议判罚将裁判们推向风口浪尖,究竟皮球有没有越过门线,财大气粗的英超第一个交出答案,成为第一家引入门线技术的顶级联赛,让近几个赛季的英超少掉了那些在门线与横梁间的喧闹。

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南非世界杯上懊丧的兰帕德

有人反对门线技术的重要依据是它们不菲的价格。英超之外,连西甲这样关注度极高的联赛也为引入门线技术的成本感到忧虑。除了几支联盟中的强队,大部分西甲球队花不起安装门线技术的费用。

近几年来,随着技术的进步,掌握门线技术的主要两家公司都在想尽一切办法降低产品的价格。凯洛斯的布劳恩曾向球队承诺,公司会出资提供安装费用,并且尽量将其每场比赛的花费与裁判的人工费用持平。于是,一场人与机器之间的竞赛悄然展开。鹰眼创始人霍金斯博士更是迈出重要一步。在英超所有球队主场正在使用的鹰眼系统全部是由公司全额出资的。

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两种技术方案的对比

自2015年弊案遭到全面彻查开始,国际足联重新举起了公平竞赛的大旗,这让利用技术手段保证比赛公平性成为了主流。对门线技术成本过高和其对比赛连贯性影响的讨伐逐渐偃旗息鼓。我们即将越来越多地看到门线技术在更多的比赛中发挥其关键作用。

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图:门线技术已经在英超赛场上大显神威

在足球运动发源的早期,裁判的引入本身就是为了避免争执和不公平竞争。但现在我们发现,裁判本身就是一个易被外界左右而经常出错的权威。回想设置裁判的初衷,引入电子裁判就是一件理所应当的事。除了门线技术,全方位无差错的电子裁判一定会在不远的未来出现。