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創新科技為2014年世界盃足球賽增光

上網時間: 2014年06月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:世界盃足球賽  科技  世足賽  球門線  裁判 

已經在巴西開踢的四年一度世界盃足球賽(football World Cup),在2014年最大的創新就是以科技來輔助比賽裁判來判定球是否越過球門線(goal-line);透過科技,球賽官方希望能避免重演總是在世界盃發生的裁判不公事件──例如上一屆英格蘭隊在與德國隊的決賽中,有一個很明顯的進球被裁判否決。

上述的爭議事件迫使長期以來抗拒使用科技的世界盃足球賽主辦單位 FIFA 終於採取行動,積極地與各家供應商接洽,尋找一套能安全且明確地追蹤足球的軌跡、精確度可達公釐等級的系統球門線技術(goal-line technology,GLT)系統。

經過數年的測試與招標,一家知名度並不高的德國業者GoalControl擊敗了英國著名的體育裁判技術供應商Hawk-Eye Innovations,成為本屆GLT系統供應商;但「德國贏英國」卻又在輿論上掀起了一些漣漪(參考連結)。先把與體育、政治甚至經濟有關的爭議放一邊,以下來看看今年在世界盃足球賽使用到的創新技術以及其他球門線競爭技術吧!

到底進球了沒?本屆世界杯足球賽終於利用科技來協助裁判進行球門線判定
到底進球了沒?本屆世界杯足球賽終於利用科技來協助裁判進行球門線判定

搭載高科技的足球

體育品牌大廠愛迪達(Adidas)是今年世足賽的官方用球指定供應商,該公司也展示了一顆配備高科技的“Brazucam”足球;它內部嵌入了6個HD攝影機,能捕捉360度的週圍景象,以及支援客製化的影像穩定軟體。

愛迪達開發內嵌HD攝影機的“Brazucam”足球
愛迪達開發內嵌HD攝影機的“Brazucam”足球

“Brazucam”在包括美國、墨西哥、日本、俄羅斯、德國、西班牙與英國等地巡迴,拍攝到了各國國家隊足球明星的訓練狀況,從此連結可以看到精采影片。

超高畫質電視

大型國際體育賽事通常是眾家消費性電子廠商與廣播業者展示新技術的舞台,本屆世足賽當然也不例外;上一屆在南非舉行的世足賽,3D視訊技術是一個焦點,而今年Sony則是在巴西世足賽主打所謂的超高畫質(Ultra HD)──也就是 4K 視訊技術。

Sony以超高畫質技術捕捉世足賽現場實況
Sony以超高畫質技術捕捉世足賽現場實況

Sony與世足賽主辦單位在4K視訊方面的合作,包括以超高畫質技術拍攝總決賽在內的三場賽事,並將在賽後剪輯成影片透過網路播放。此外Sony也打算提供全球各家廣播業者4K規格的現場賽事轉播。

GoalControl的4D系統

獲得FIFA官方指定的GoalControl-4D球門線判別系統已經佈署在巴西的所有世足賽使用場地,該套系統在每條球門線配備7支攝影機,每秒能拍攝500張全片幅彩色影像;那些攝影機與一套高性能影像處理系統連結,能追蹤所有拍攝角度內的物體,並過濾掉所有球員、裁判等與球本身不相關的影像。

GoalControl-4D球門線系統
GoalControl-4D球門線系統

該套系統能計算出精確度在公釐之內的足球位置3D (x, y, z軸)座標,如果球確實越過了球門線,主系統會在一秒之內發出訊號到裁判手上佩帶的一支特製手錶上,以閃燈與震動來提醒裁判判決得分;而每一支攝影機所拍攝的影像都能隨時重播。

神秘的裁判手錶

搭配GoalControl系統的裁判手錶究竟是由哪一家公司生產?對此這家德國公司基於機密與安全性理由而三緘其口。

搭配球門線判別系統的神祕裁判手錶
搭配球門線判別系統的神祕裁判手錶

根據EETimes美國版記者所打聽到的訊息,該裝置據說是與德國機構Fraunhofer Institute fir Integrated Circuits (Fraunhofer IIS)合作打造,內含德州儀器(TI)的晶片組,搭配Fraunhofer所開發的軟體與通訊協議。FIFA核准該裝置在865~870MHz與915~930MHz頻段運作。

Hawkeye 的球門線技術

沒被FIFA選上的Hawkeye球門線技術其實運作原理與GoalControl-4D技術十分類似,而因為Hawkeye的技術多年來已經被應用在不少大型體育賽事,知名度高、紀錄輝煌,因此德國GoalControl反而雀屏中選,跌破不少人的眼鏡。

 Hawkeye 的球門線技術
Hawkeye 的球門線技術

Hawkeye的第一套足球球門線系統已經在2007年的英超(English Premier League)足球賽被測試使用過;該系統也有搭配的裁判手錶,是與法國業者Adeunis RF獨家合作開發。

Goal Ref球門線技術

另一套球門線技術Goal Ref起初是一項丹麥與德國研究機構的合作研發專案,後來由Fraunhofer IIS商業化。它是一套無線電感測系統,以低頻磁場來偵測球是否越過球門線;據說這套技術成本會比GoalControl或Hawk-Eye都要低。

Fraunhofer IIS的GoalRef營運經理Thomas Pellkofer表示,該機構對於這套系統獲得其他國家足球協會甚至未來的世足賽採用很有信心;他強調,這套簡潔的系統安裝簡易,適合各種尺寸大小的比賽場地,而且只需要有電源。系統的接受天線是與球門框連結,而處理裝置則是可以放在球門或是球場外圍廣告板後。

 Goal Ref球門線技術
Goal Ref球門線技術

GoalRef系統運作時,會在球門區域產生一個磁場,然後當足球踢進球門、其內部與周圍也會產生磁場;球在外層與中心嵌入了3D佈署的感應線圈,而Fraunhofer IIS的技術能量測並分析上述兩個磁場的交互作用,然後同樣將足球射門資訊透過複雜的加密技術無線傳送到裁判的手錶上、以振動提醒。

其他球門線技術

還有另一家德國公司Cairos Technologies也是早期開發球門線系統的公司之一,該公司是與愛迪達合作,並強調其技術能適用所有球類供應商。Cairos的方案與GoalRef類似,是以磁場來追蹤內部嵌入了感測裝置的足球位置;不過該套系統需要在球門區域以及球門線後埋設15公分深的細電纜線,此外在門框內也需要鋪設電纜。

當足球觸及球門區域,磁場的訊號就會傳送到系統中央處理單元(通常裝設在邊界),如果球整個進入了球門線,加密訊號就會在一秒內傳送給裁判。而且該公司強調,在足球內部所裝置的感測器不會影響球的特性,甚至在球員大力擊球的狀態下也是一樣。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Goal-Line Tech Stars in World Cup,by John Walko)





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