智能

忘了里约奥运会上的虚拟现实和 8K 超高清电视,改变运动赛事的技术是这些

周韶宏 · 马若飞 · ·

从观看方式到运动本身,都已经被各种看得到、看不到的技术所渗透。

为了里约奥运会的收视率,NBC、NHK 等各大电视台都搬出了最新的电视技术。

NBC 拉来赞助商三星合作,筹备了 85 小时的奥运会全景视频,包括开闭幕式、男子篮球、体操、田径赛事…… BBC 也会在奥运期间制作 100 小时的 360 度全景视频。

而需要你蹲在电视前一米才能靠肉眼看出差别的 8K 超高清(7680x4320)视频,也被 NHK 第一次用在奥运直播上。

对着电视观看奥运会的习惯始于 1936 年 8 月 1 日开幕的柏林奥运会。

但它们的努力并没能拯救里约奥运会的收视率。中国美国澳洲,负责直播的电视台收视率都比四年前下滑两位数的百分比。

一直以来与奥运相伴的电视直播不灵了。

对奥运会影响最大的新技术应用——电视直播从 1936 年的柏林开始。

德国邮政局在柏林奥运会期间做了超过 70 小时的电视直播。

柏林奥运会上的摄像机,图片来自 Wikimedia

那会儿纳粹德国一边出兵西班牙,一边举办了现代奥运会诞生以来最盛大的一届。火炬接力、盛大开幕式、以金牌数量证明政体优秀……这些你喜欢或者不喜欢的奥运特色都始于那场奥运会。

之后直播成了奥运会最重要的技术,到 1964 年,东京奥运会实现了全球卫星直播。

到现在,电视转播技术在追求更高的清晰度。但拍摄和收看 8K 视频都是成本极高的事。

市面上的 8K 电视价格昂贵,所以今年奥运转播服务组承诺只会有 130 小时的比赛采用这种技术转播,这只占到总转播时长的 1.8%,并且只向日本地区传送。

日本 NHK 是世界上第一个实现 8K 转播的电视台。图片来自 The Verge

但实际上比 8K 略逊一些的 4K 分辨率目前也还没有在直播上得到应用,最近倒是有家公司准备把这事做成一门生意。 Videotron 是加拿大第三大电视运营商,他们的计划是在今年用 4K 直播 NHL(北美冰球联盟)。

同时你能看到的节目密度也越来越大。据奥运美国转播商 NBC 的说法,里约奥运会如果在单个电视频道上播出的话,能够 24 小时不间断地连续播出 250 天。

所以他们在 3 年前开发了一个帮助观众智能筛选节目的机顶盒系统 X1,观众可以直接告诉 X1 想要收看的赛事项目名称、国家或者运动员,X1 就会直接将对应的赛事节目播放给观众。这个过程类似搜索引擎。

图片来自 xfinity

但随着电视影响力受视频网站、智能手机的冲击,这些技术并没有拯救里约奥运会的收视率。

真正改变观看体验,以及运动本身的技术是这些:

你用上最新电视技术的代价是,赛场广告牌也变得智能起来

当苹果开始在 iPhone 上开放广告拦截插件,赛场的广告牌却升级了。

10 多年前,我们看到的球场广告是不断滚动翻页的机械装置。这之后可以变化的 LED 屏幕代替了这种广告形式,它让不同的广告内容轻松切换,也能吸引更多的广告主。

这是你常见到的球场 LED 广告屏。图片来自 TGSM

但 LED 屏幕的广告效果依然有局限性,大型赛事的转播观众来自全世界各个国家,语言和文化背景千差万别,却只能在同一时间看到同一幅广告。

英国的一家 LED 面板公司在 2015 年和一家媒体技术公司合作,把球场周边广告系统做成了增强现实(AR)形式,面向世界各地不同的观众,在同一个球场上投放不同的广告。

你能在这个名为 digiBOARD 的产品的主页上看到具体案例,他们已经把这技术用到了 2015 年的西甲比赛中。在某场比赛里,中国地区的观众在电视转播画面中看到的是中文广告,同一时刻美国的观众看到的是英文,或是完全不同的另一个品牌广告。

虚拟广告牌的投放效果。图片来自视频截图

这原本是网站广告才能达成的效果——广告位会依据 IP 地址、用户的浏览记录显示不同的内容,触及更准确的受众。

对俱乐部和广告代理商来说这意味着更多的客户和更好的效果,他们可以在 90 分钟的比赛时长同时接进多家品牌的广告,精准投放到不同地区的球迷。

digiBOARD 其实类似于电视演播室里用到的 3D 特效,所以理论上来说电视画面的任何角落都能用这种技术投放广告。挪威的一家供应商 Vizrt 已经在 NBA 赛场上实现了这点。

在 2015 年的 NBA 季后赛的几场比赛里,CCTV 就用了 Vizrt 的技术,把广告牌的边界扩大到整个球场表面,球员脚下就踩着随时变化的广告。NBA 也表示希望今后在一场比赛中接入 8 个不同的球场广告主。

CCTV 转播的一场 NBA 比赛。图片来自 Sportsvideo

你可能已经习惯了无视网站上的广告条,但赛场中的这些动态广告可没法躲开。

但在电视媒体收入增长放缓的现在,观看体验必须让位给广告收入了。

据 TDG 预测,美国订阅有线电视的用户将从 2011 年的峰值 1.009 亿户降低到 2017 年的 9460 万户。与之对应的是,2012 年以来,电视广告销售增长不足 6%。奥运会被传统电视业寄予了扭转颓势的希望,NBC 今年就用 78 亿美元将转播奥运会的合同延长至 2032 年

为了满足运动爱好者中的数据控,原本用来追踪导弹的雷达也被搬进了赛场

虽然是横躺在沙发上看比赛,但观众们依然无比热衷于对球队和球员的品头论足。幸运的是,新技术让数据爱好者们有了更多乐趣。

2014 年美国 MLB 职棒大联盟的一场比赛上,击球手挥棒击中球之后,电视屏幕上立刻飞出了球的速度和飞行时间。

紧接着防御方球员开始跑垒,画面上显示了一张奔跑速度的波形图。你可以看到他在一开始加速后有一瞬间的迟疑,速度慢了下来。

这种魔术一样的视觉效果,是 MLB 下属的媒体公司 MLBAM(MLB Advanced Media)的名叫 StatCast 的系统

这是一项结合了数据和视觉特效的技术,和游泳比赛直播中浮现在画面上的那根虚拟的世界纪录线不同,StatCast 以接近实时的速度在节目中生成了这些画面。

达到这个效果,比赛现场需要安装追踪棒球的雷达,和追踪球员的高速摄像机阵列。

这两套系统捕捉大量的数据,传送到云端并经由软件算法处理,绘制成观众看得懂的实时图像。一场棒球比赛的数据量可以达到 7TB,一个赛季 2430 场比赛就是 17PB。

MLBAM 会在比赛期间将这些分析数据对外公布,第三方网站比如 BrooksBaseball 会将这些信息汇总展示。你可以查询任何一位球员的历史记录,追踪他的表现变化。

类似的数据追踪也在其他运动上运用,比如 NBA 官方使用的来自 STATS 公司的 SportVU 系统,它在球场上方装了 6 个摄像头,以每秒 25 次的速度拍摄图像。

NBA 赛场上的数据捕捉系统。图片来自 Stats

对数据痴迷的球迷们就有了更好的研究依据,SportVU 会告诉他们哪位球员的速度最快、运球最多、投中比最高……

争论误判的乐趣也越来越少

足球史上有不少悬而未决的争议。最为经典的可能是 1966 年世界杯决赛的“温布利悬案”。

英国队和西德队在 90 分钟的时间里僵持不下,加时赛开始后,英国队将球射在了球门线上,随后球又弹开,没人看清球到底进没进。裁判当场宣判进球有效,但事后比赛双方通过回放和计算研究出的结果完全相反。

温布利悬案的进球瞬间,球触门后弹开了。图片来自 ZEIT

这造成了一个至今都没有解决的判例,英国还有一家博物馆现在仍然播放着当时的录像,并让前来参观的人们投票表决这个进球是否有效。

类似的进球层出不穷,尽管国际足联(FIFA)增加了门线裁判,但冤假错案还是不能完全解决。

这个问题现在被技术解决了。FIFA 在经过了几年时间的摇摆和测试,最终要求在正式比赛中使用用电子设备辅助的“门线技术”(Goal-line technology)

这个系统大致分为两个子系统,进球裁判系统和鹰眼系统。前者由阿迪达斯丹麦公司 Cairos Technologies 合作,他们在球门线装下细缆,在球体中装上传感器。电流会产生磁场,当球运动到球门区域,传感器会捕捉磁场信号,并将信息发送到中枢计算机,以此来较为准确地判定足球是否过线。

用球门线技术的比赛,进球有效时裁判会即时收到通知。图片来自 aljazeera

鹰眼系统(Hawk-Eye)是个已经在板球、网球等运动项目上广泛使用的技术,它由 10 台高速摄像机组成,捕捉大量的图像信息,以此来模拟出球的运动轨迹。

“鹰眼挑战”的规则从 2006 年开始在网球比赛中启用,它是运动员质疑裁判的一种权利,当球员对裁判提出异议时可以要求回看鹰眼的记录。

这个系统主要由一家名为“鹰眼创新(Hawk-Eye Innovations)”这家公司持有,但国际足联要求使用的系统来自另一家公司 Roke Manor Research 的标准,在场地周围架设 6 台摄像机。

用在网球比赛中的鹰眼系统。图片来自 sporttechie

不过门线技术依然只能当做判决的辅助工具,并不代替裁判本身。最后球有没有进,还是得裁判说了算。

相似的,各种运动都在尝试用更精准的仪器帮助公平判分。比如今年里约奥运会的跆拳道比赛将采用“第三代电子护具”,这是一套覆盖运动员全身的传感器,它能更感应选手的有效打击并自动计分。

今年奥运会上的电子护具。图片来自 rio2016

这种做法在 2007 年开始测试,到 2012 年世界跆拳道联盟正式向发出文件说,从伦敦奥运会开始让电子护具也在跆拳道比赛中成为标准判分工具。

把电子护具做成生意的是瑞士钟表商 OMEGA,他们是今年奥运会的计时和判分工具的官方赞助单位。除了跆拳道护具他们还赞助了田径比赛的终点摄像头、计时器,以及射箭比赛的电子靶。

OMEGA 为里约奥运赞助的田径终点摄像机,每秒可以拍摄一万张图片。图片来自财富

今年奥运会的射箭项目将第一次用“电子靶”代替裁判的肉眼。箭靶上有两个扫描装置,能分辨出人眼察觉不到的细微差距,精度在 0.2mm 以内。它也更快了,判决结果能在一秒内显示。

不过从另一个角度看,对比赛结果的等待和争议也是运动乐趣的一部分,技术的进步反倒让人没了这种趣味。半个世纪前的温布利悬案要是放到今天,指不定能带来很多愉快的讨论。

球员的训练和比赛方式也不再完全靠教练的经验

有了更多辅助装备的还有赛场上的运动员,以及指挥他们的教练。

比如平板电脑也出现在了球场上,但它最大的用处可能和技术无关。

2015 年的一场 NFL 比赛上,球员 Johnny Manziel 坐在场边手握一台有天蓝色保护套的 Surface Pro 3。他可能在看数据或是回放,总之你能从现场视频上看到,他突然间举起这台电脑向自己的头顶猛砸 5 下

图片来自 BI

这种泄愤方式要比砸墙或者揍人来得安全多了。

这台坚硬的 Surface Pro 来自微软和 NFL 达成了一项 4 亿美元的合作,微软提供装在定制保护壳的平板电脑作为记录比赛的数据设备,还有一套专门为赛场开发的保存和充电柜。

微软的设想很不错,比赛中每个阶段的图像都会被实时传送到这些 Surface Pro 的屏幕上,教练可以对图片进行缩放、快速标记和存档。

苹果也在今年和美国职业棒球大联盟(MLB)达成类似的协议,让 iPad Pro 进入球场。不知道它够不够坚固。

卖设备的公司用金钱逼着联赛用平板之外,一些新技术倒也确实在改变运动员的训练和比赛。

比如美国的田径运动员会在训练时佩戴一副耳机,但这不是用来听音乐的,耳机可以发出脉冲刺激提升肌肉力量。同类耳机之前被美军用过,据说效果不错。

用于训练大脑的耳机。图片来自 Halo

韩国的射箭选手现在可以通过一套脑电波测试系统,来把握自身何时有稳定的心理状态。

美国体操队用的疗伤手链有 50 个红外线灯,把它放在受伤部位能加速细胞修复的过程。

荷兰的一支游泳队用德国比勒菲尔德大学的一项研究成果,在泳池中可以听到水压变化的声音,从而改进自己的动作。

耐克和阿迪达斯都为了奥运会生产定制运动服,比如底部带有金属板的跑鞋、对人体起到保温作用的服装,他们的卖点都是能提高选手的跑步成绩。耐克还曾为英国游泳选手设计了定制泳装,据说能让人的身体保持流线型,最大化地减少水的阻力。

当然新型技术也受到争议,尤其是能在比赛中帮助提高成绩的技术,有人称呼它们是另一种形式的兴奋剂。

2009 年,名叫“鲨鱼皮”的泳衣曾经帮助多名运动员打破了世界纪录,包括美国选手菲尔普斯。最终这套泳衣被认定有损比赛秩序,奥运组委会从 2010 年起禁止这种高科技的产品出现在赛场上。

鲨鱼皮泳衣。图片来自 newyork1

不过技术干预现代赛事,历史最久的还是兴奋剂与反兴奋剂

俄罗斯田径代表团集体禁药事件,澳大利亚运动员霍顿嘲讽中国运动员孙杨。兴奋剂照例成为此次奥运会的焦点。

按照今天的普遍认知,运动员使用兴奋剂是一种耻辱。但对于运动赛事,尤其是奥运会来说,兴奋剂已经被滥用了 100 年。

在仅仅 50 年前,兴奋剂还是处在半公开的状态,真正有人因为使用体育禁药被剥夺成绩,也就是 1988 年以后的事情。

图片来自 NYT

一开始,运动员们使用的药物一般是鸦片或酒精。鸦片其实可以代表早期兴奋的特征:“中枢神经兴奋剂”。

20 世纪初,运动员在赛场上使用兴奋剂可不是什么丑闻,而代表着“最先进生产力”。1904 年第三届美国圣路易斯奥运会上,美国人托马斯·希克斯(Thomas Hicks) 获得了马拉松比赛的冠军。

但希克斯不完全依靠自己的体力赢得的胜利:他的教练跟在他身后,在全程比赛中多次给他注射马钱子碱,还给他灌下烈酒。剧毒的马钱子碱让他当时重新获得精力投入比赛,但毒性让他在抵达终点后随即晕倒,对身体的伤害让他再也没有参加过正式的体育比赛。

冷战期间,美苏对抗延伸到了所有领域,运动也不能幸免。大国利用国家级别的科技力量研发了众多兴奋剂,比如伪麻黄碱类兴奋剂苯丙胺。这种原本给士兵们使用的,能让人不需要睡觉的“毒品”效果奇佳,尤其受到耐力型的运动员青睐。

1967 年 7 月 15 日,自行车运动员汤姆·辛普森(Tom Simpson)在参加环法自行车赛时,在一个阿尔卑斯山的爬山赛段摔下车,送医后不治,口袋中还有没吃完的苯丙胺。他的死因正是药物和酒精滥用,而且在生前毫不避讳自己使用兴奋剂。

随着生物技术和医学的发展,神经兴奋型的兴奋剂逐渐被淘汰,替代激素类的禁药因为可以从根本上改变身体条件,效果更持续成为作弊者们的新“武器”。

1950 年代,苏联教练开始给运动员使用“去氢甲睾酮”,也就是著名的“大力补”。这种人体能产生的雄性激素类似物能让男女运动员大幅增加肌肉和力量,举重等需要绝对力量的项目成为重灾区。

但因为外来激素的使用会导致人体自身的激素分泌产生拮抗,男运动员会因此脱发,代谢紊乱,损失或者失去生育能力,对女性运动员的影响则更可怕更加不可逆转。

托马斯·希克斯不是第一个依靠兴奋剂赢得比赛却失去健康的运动员。这也是兴奋剂在现代被禁止的原因之一:影响比赛的公正,损害运动员的身体。不过,无论是兴奋类还是合成类固醇类的禁药都会在人体大量残留,这也让检测有了可能性。

1968 年墨西哥城奥运会正式开始针对运动员检测兴奋剂,但直到 1988 年汉城奥运会,打破世界纪录取得 100 米短跑冠军的本杰明·辛克莱尔·约翰逊(Benjamin Sinclair Johnson)才成为第一个因为使用兴奋剂被剥夺奥运会金牌的运动员。

1990 年代,一种新型的体育禁药开始出现:红细胞生成素。这种本来用于贫血患者的药物不再是刺激人体增加肌肉,而是能增加使用者血液中的红细胞数量,让肌肉能获得更多氧气,在耐力型项目中就能获得更好的成绩。

著名的自行车运动员,七度获得环法自行车赛冠军的兰斯·阿姆斯特朗(Lance Armstrong)就是使用这种禁药。实际上,这种禁药很难检查,直到 2002 年盐湖城冬奥会上才首次被查实。

阿姆斯特朗的 15 年秘密使用禁药的历史是经由教练团队的告密才在 2012 年昭告天下,他所有的环法冠军头衔和奥运会奖牌都被剥夺。

兰斯·阿姆斯特朗。图片来自 Dailyrecord

现今,兴奋剂的类型越来越多,也越来越隐蔽。国际反兴奋剂机构对运动员兴奋剂的检查也越来越严格。不仅直接作用人体的兴奋剂不得使用,会缓慢影响人体功能的处方药也纷纷被禁止。

除了药物种类,检查手段也在升级。现今的运动员不仅参加比赛之前要采取血样和尿样,平时训练时还要接受随机的“飞行检查”,不得拒绝。

同时,血液和尿液样本还要作为证据保持数十年,如果未来在这些样品中查出今时无法查出的禁药,成绩依然会被剥夺。

但 2016 年俄罗斯田径代表团爆出的禁药丑闻证明,体育禁药的使用和查禁只会随着科技的发展更加激烈。

2016 年,《纽约时报》在获得内部人士举报后披露,俄罗斯曾在 2014 年索契冬奥会期间,动用国家情报机关勾结俄罗斯国内的反兴奋剂机构,打开并调包了大量运动员的尿样样品瓶。

这些瓶子本来设计成一旦关上就无法被再次正常打开,只能破坏,以保证样品的纯洁。但在克格勃的接班人 FSB 面前,技术还是不够好。

如果不是因为有参与其中的人良心发现举报,俄罗斯田径队的丑闻可能还能继续掩盖下去。

再过 10 天,里约奥运会就要结束了。不过这次奥运会上出现的各种新技术还会伴随着你观看的各种大小联赛和世锦赛继续演进。


原文链接 (已下线): https://www.qdaily.com/articles/30905.html
Wayback 快照: http://web.archive.org/web/20161118050854/http://www.qdaily.com:80/articles/30905.html
原始截图: http://ww3.sinaimg.cn/large/007d5XDply1g3xok4h8ovj30otcmq7wo