里约奥运“鲜”科技

2016-11-02丙辰

科学之友 2016年17期

里约奥运“鲜”科技

历届奥运会不仅是体育健儿们展示的舞台，也是科技装备的竞技场。一场奥运观看下来，基本上也就了解了时代最前沿、最先进的科技。这个夏天，体育运动正受到四年一度最密集的关注。下面，我们就来回顾一下在2016年的里约奥运会上，都有哪些高新科技登台亮相。

VR转播

虽然已经被媒体定义为12年来最节约的奥运会开幕式，不过，它幸运地赶上了视频技术的好时候。没错，近两年来如日中天的VR将第一次出现在奥运会上。

奥运转播服务机构OBS将采用VR转播开闭幕式，除此之外，每天还会选择一个赛事进行VR画面转播，用户也可以在非比赛时间点播下载这些内容。当然，限于目前VR技术的局限，VR转播并非实时进行，而是必须有所延迟。

VR是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术，也叫作虚拟现实。

2015—2016赛季的美国职业篮球联赛（NBA）揭幕战是世界上第一场使用VR技术转播的比赛。至此，VR与体育的结合越来越深入。极限运动、高尔夫等比赛现场都进行过VR直播测试。可以说，这一技术融入体育有着先天的优势。

众所周知，竞技体育非常注重观赏性，而面对年轻的观众，也越来越需要通过娱乐来提升他们的观感。虚拟现实最直观的功能就是给人带来360°的沉浸式体验。当前电视直播的观看体验根本无法与沉浸式的VR体验相提并论，那将是真正“身临其境”感受比赛过程的激烈刺激。

此外，日本NHK与OBS合作，将在日本国内采用8K超清转播技术及22路环绕立体声技术，转播内容涉及开闭幕式、游泳、篮球、足球、体操等。据悉，此次里约奥运会采用的VR、8K超清转播服务，事实上还只能算是一场预演。到了2020年东京奥运会，也许观众们将真正看到一届由这些技术进行实时转播的奥运会。

机器人拍摄技术

体育运动的视觉展示不仅仅是视频转播的天下，传统的新闻图片一直占有一席之地，那是动与静的完美结合。为了方便捕捉运动镜头，摄影师一般会在固定的摄影设备上安装一个无线发射器，并与手持摄像机联动，当摄影师按下快门，图片也会同时拍摄。但在这个过程中，想要远程控制镜头角度，几乎难以做到。

此次奥运会，官方摄影合作伙伴、新闻图片业巨头Getty Images使用了一种新型机器人拍摄技术。简言之，这项技术的核心是智能摄像头。当运动员在赛场上不断移动时，摄影师可以通过计算机软件控制这些智能摄像头，360°捕捉特定的画面。他们甚至可以对摄像头的拍摄角度、模式进行预设来方便操作。

抗病毒服装

里约奥运会一度传出可能被要求异地或推迟举行。这主要是因为一年前寨卡病毒疫情在巴西暴发。寨卡病毒主要由伊蚊传播，被认为可以导致新生婴儿缺陷。

就在奥运会即将开幕的几个月前，来自十多个国家的150名医生、科学家和伦理学家签署了一封公开信，希望敦促世卫组织考虑寨卡病毒疫情。

不过，世卫组织随后表示，巴西举办奥运会而导致寨卡病毒在全球传播的风险很低。因为巴西8月份的蚊子活动相对较少。

尽管今年以来，巴西借助高分辨率的卫星图像和无人机监测、清除埃及伊蚊成效不错，但考虑到运动员的安全，有国家专门研发了针对寨卡病毒的队服，它可以保障运动员队服织物具有抗微生物的技术。例如，韩国代表队队服的最大亮点就是其添加了驱蚊剂，可以抵御蚊虫叮咬。除了化学防护的作用之外，衣服专门设计成了武装到手腕、脚踝的长袖长裤。

除此之外，让运动员担忧的环境问题，还有巴西的河流污染，包括工业废料、有毒金属等。据美国媒体报道，里约奥运会赛艇比赛将在罗德里戈湖举行，但其卫生标准受到质疑。一位德国赛艇选手在进行训练时，腿部和臀部出现了大面积的皮肤感染。

因此，美国宾夕法尼亚大学表演服装专家马克·孙德兰德和纺织工程师罗伯特·雷奇林为美国赛艇队研发了一种抗微生物高科技织物。也就是说，队员们可以穿着抗菌服参加比赛。

“鹰眼”回放

体育比赛的一大魅力是场上一分一秒的风云变幻，这有时与运动本身有关，有时则是由判罚引起的。高科技助力裁判在当场作出公正裁决，一直是运动员也是观众所期待的。

早在2003年，网球比赛的赛事转播就广泛使用了被称为“鹰眼”的即时回放系统，它是运动科技史上一次重要的进步。

“鹰眼”系统技术并不复杂，它是由8个或10个高速摄像头、4台电脑和大屏幕组成。借助电脑的计算，把比赛场地内的立体空间分隔成以毫米计算的测量单位，然后利用高速摄像头从不同角度同时捕捉网球飞行轨迹的基本数据，再通过电脑计算，将这些数据生成三维图像，最后利用即时成像技术，由大屏幕清晰地呈现出网球的运动路线及准确落点。

事实上，这类即时回放系统很容易在球类运动中进行推广，连一向排斥技术干预裁判判罚的国际足联都高票通过这类技术的应用。

里约奥运会首次在排球比赛中运用了视频回放技术，一旦有运动员提出对判罚的挑战，第二裁判将公开回放视频重新判定每一个挑战分。

传感器系统

在射箭赛场上，2016年里约奥运会为箭靶安装高科技传感器系统，代替传统的电子计分器。当箭射出击中目标时，系统将会第一时间在大屏幕上显示分数，新系统可以将箭的落点精确在0.2毫米以内，非常精准并且反应迅速。

这些判罚辅助系统一方面有助于比赛的公平、公正，另一方面，当它们同步展示给观众时，观众对比赛画面的了解，也将比过去更全面、准确。

提到观众的观感，本届奥运会还在每艘赛艇和皮划艇上安装了全球定位系统，观众可以借此收看到全面的赛程数据和细节，比如它的实时速度、方向等。

大数据分析

2011年，布拉德·皮特主演的讲述体育经理人故事的电影《点球成金》获得了第84届奥斯卡电影节的六项提名。影片中提出的“棒球统计学”一词，将体育数据分析带到了普通观众面前。

说到体育中的大数据分析，不得不提到IBM 的Slam Tracker应用软件，它与网球运动结缘已久。网球迷们恐怕已经记不清是从什么时候起，比赛的各项数据统计，以及球员的最合理战略、战术分析实时出现在了电视屏幕上。此外，Slam Tracker中的Keys to the Match功能，还可以将球员及对手过去数年征战历史数据作科学的数据分析与统计，结合过去几年大满贯冠军的打法模式与风格分析，从而提炼出最佳战术的关键点，有助于球员出奇制胜。

不过，比赛、训练数据的搜集、分析，一直是国内运动队伍相对薄弱的环节。2016年，中国男篮、女篮在备战奥运会期间终于佩戴上了运动传感装置，用以记录球员在场上跑、跳、变相、加速、急停等所有动作的一切数据，经过软件分析，得出球员训练强度的数值，从而制定下一阶段的训练强度。这样的科学化训练可以有效避免伤病的出现，通过调整训练强度，达到最终的训练目的。