足球盛宴的科技范——聚焦2018年俄罗斯世界杯黑科技

不得不说，2018年俄罗斯世界杯真的挺“聪明”——从有“智慧芯”的足球到球场内的裁判辅助，再到场外的观看体验，很多亮眼的科技元素渗透到了绿茵场，就像那些精彩绝伦的进球一样，给人留下深刻印象。

图/东方IC

2018年俄罗斯世界杯于6月14日至7月15日举行,本届世界杯的看点除了球星炫酷的球技、热情的球迷、绿草如茵的球场之外，还有比赛中用到的黑科技。

“智慧芯”足球抢风头

除了精彩比赛外，作为球场上的关键道具，足球也成为每届世界杯的一大看点。2018年俄罗斯世界杯官方指定用球“电视之星（Telstar18）”不只在外观上充满现代气息，同时也采用了一些现代化的工艺和科技。

从1970年起，世界杯组委会就指定阿迪达斯来设计比赛专用球，自第一款足球“电视之星”起，至今已经设计了13款风格独特的世界杯足球。上一届巴西世界杯足球“桑巴荣耀”以6块十字形皮革拼成，而这次的Telstar18不仅名字致敬了第一款足球，结构也继承了上一届的前辈——它也是由六块形状独特的球面组成，运用了无缝粘贴技术，大大节省了皮料。由于粘胶可以和皮料形成配位化学键，因此可以做到“难解难分”，保证球体的牢固。

但是，结构上的特殊性还不足以称为黑科技——Telstar18内部装有近场通信芯片，这可以说是黑科技的核心。

近场通信（NearFieldCommunication，简称 NFC）又称近距离无线通信，是一种通过无线电信号实现短距离数据传输的技术。它最大的优势是可以在0.1毫秒内快速配对，而蓝牙通常需要6秒左右。这项技术离人们的生活其实并不遥远，很多手机、公交卡、门禁卡都使用了这一技术，只是之前没人将它运用到足球上。

当芯片植入足球之后，足球就可以和靠近它的智能手机中的App进行对接，拥有权限者可以解锁足球内芯片的数据，查看该球的运动轨迹，甚至是研究球员的射门技巧。这款足球还相当于一个活的场上“证人”，可以通过读取数据，让裁判减少误判。

此外，Telstar18还使用了全球领先的合成橡胶企业阿朗新科研发的生物基三元乙丙橡胶(EPDM)产品KeltanEco，这是全世界首款利用从甘蔗中提取的生物基乙烯制成的商用EPDM。生物基EPDM具有很好的物理化学性能，如吸水率低，使用温度范围广，在低温下仍能保持其柔顺性，并具有抗老化性和耐化学性等。同时，还具有无定形结构和高交联密度特性，可以赋予足球更佳的弹性和回弹性。

▲2018年俄罗斯世界杯官方指定用球Telstar18（图/东方IC）

VAR系统令“冤案”锐减

6月16日，当法国队与澳大利亚队的比赛进行到第55分钟时，当值主裁判库尼亚跑向场边的VAR视频回放区。通过现场大屏幕，双方球员与全场4万多名观众同步观看了争议场景的回放。最终，库尼亚改判法国队获得点球。这一幕足以成为足球史册的经典镜头——在世界杯上，主裁判第一次求助VAR系统作出判罚。

本届世界杯上，VAR系统多次立功，在关键性判罚上帮助裁判“纠错”。VAR是2018年俄罗斯世界杯使用的视频助理裁判系统（VideoAssistantReferee）的简称，它可以将比赛画面与计算机虚拟画面结合，实现多角度、清晰即时3D式还原比赛细节。比赛之前，工作人员先使用赛场周围的多台抓取相机进行三角测量定位，还会通过激光进行校准，比赛进行时，会在每个运动员周围绘制出相应的线条，即使是细微的越位都能被及时发现。

在每一场比赛中，都有一名视频助理裁判和三名视频技术员在视频控制室远程监控，通过VAR系统提供的球场内的所有镜头信号进行执法，为当值主裁提供执法意见与必要的即时回放。

另外，VAR系统中还包含先进的动态扫描仪，能计算出球员是否假摔。裁判只需借助头戴式装置，就可以快速、精准地作出判罚，让整个比赛更加公正。不过，目前VAR系统仍处于试用阶段，仅为主裁提供判罚参考，而且仅会在涉及有无进球、点球判罚、红牌、黄牌（第二张黄牌判定）以及主裁判罚对象出错时介入比赛。

▲在2018年俄罗斯世界杯上，VAR系统多次帮助裁判“纠错”（新华社李明摄）

虽然VAR系统首次在世界杯中亮相，但其实这一技术已在世俱杯、联合会杯以及中超、德甲、意甲等足球赛事中应用。“我们在1000多场比赛中进行了试验，结果发现没有VAR系统，平均每3场比赛就会有1次误判，而应用VAR系统后，每19场比赛才会出现1次误判。虽然它不会解决所有问题，但很明显这对于比赛大有帮助。”国际足联主席因凡蒂诺如此表示。

此外，门线技术也是本届世界杯的重要辅助工具，虽然它在2014年巴西世界杯就已出现，但是真正大放异彩是在本届世界杯上，在多次比赛中判定进球有效。它可以在一秒钟内判断球是否越过了球门线，并将识别结果快速传送到裁判的智能手表上。

高科技“武装”到人

在世界杯比赛场上，每一秒钟都非常珍贵。当前，各国充分利用各种科技装备来提升自身球员的水平，从球衣到球鞋，再到各种智能穿戴，旨在为球员训练、比赛提供支持。另外，裁判也有了高科技装备，方便其更加准确地进行执法。

高科技球衣

在高强度的对抗、拼抢下，球员会大量出汗，所以球衣的核心技术在于如何降温、排汗，让球员能有最好的运动表现。为此，本届世界杯的球衣赞助商们可谓绞尽了脑汁，设计出各种高科技球衣。

阿迪达斯在球衣上使用了Climachill技术，同时在织物纤维中嵌入了钛金属细丝等，以加速散热。耐克的球衣则应用了名为AeroSwift技术，采用全新的纤维编织技术，在需要通风的地方运用单层编织，在不需要通风的地方运用双层编织，使得球衣具有更好的贴身感。

带芯片的智能球鞋

对于球员来说，球鞋是极其重要的。拥有一款轻便的战靴，才能在球场上纵横驰骋。阿迪达斯在世界杯前开发了一款“智能足球鞋”，将速度测量器置于足球鞋鞋垫之下，可以在训练中测量速度、加速度、跑动距离等数据，通过无线传输，将这些数据传到智能手机上，让教练轻松了解球员的训练状态。此外，鞋内还安装了另外一套系统，可进行心率监测等。在本次世界杯比赛期间，阿根廷球星梅西就是穿着这样的一双球鞋登场比赛的。

裁判专用智能手表

本届世界杯的裁判除了有VAR系统的帮助，还会佩戴一块智能手表。这款智能手表不仅搭载了400×400分辨率的表盘、还配备了IntelAtom Z34XX处理器，支持蓝牙和Wi-Fi连接，续航可达到24小时。

每场比赛开始前的15分钟，这款智能手表就开始对裁判发出提醒，比赛期间则会显示两队的比分、进球球员的姓名、替补球员的信息、终场哨前提醒等各类比赛信息。此外，该手表还能与门线技术系统联动，球场上有任何进球，智能手表都会在1秒内推送信息，通知裁判。

数字化表现和跟踪系统

教练想要在赛场上快速拟定有效策略，就需要清楚地知道球员在球场上的状态。自2015年允许球员在比赛场中佩戴可穿戴设备后，一项集可穿戴设备、光学追踪等技术于一身的“数字化表现和跟踪系统”就诞生了，该系统可以帮助教练、医疗团队等实时监测球员状态。

“数字化表现和跟踪系统”主要通过相机、球员身上的智能设备和GPS（全球定位系统）等技术来记录球员在球场上的位置、行动轨迹、传球、个人状态等信息，30秒内传送到教练和医疗团队的平板电脑上。除了方便教练拟定战略之外，也便于医疗团队在第一时间为受伤球员施救。

4 KHDR直播开启视觉盛宴

如今人们开始拥有越来越高清的显示设备，从全高清到2K，到4K。而光纤与4G以及更快的5G信号传输让数据的传播速度越来越快，为较大的流媒体的传播提供了条件。在这两种因素的共同作用下，清晰度极高的4K直播到来了。而且视频信号不仅仅是分辨率达到了4K，其中还包含了HDR录制技术。

4K分辨率即4096×2160的分辨率，它是2K投影机和高清电视分辨率的4倍，画面的细节和清晰度达到了非常高的级别。HDR（High－DynamicRange）意为高动态范围，是一种视频色彩处理技术，提升了画面的对比度，使颜色看上去更加明亮。本届世界杯全部采用了4KHDR拍摄，不仅将这场足球盛宴以细节更多的形式记录下来，观众们也能够得到前所未有的视觉享受。

本届世界杯主办方俄罗斯在每个场馆都使用了30台高清摄像机，其中8台提供双4KUHD/HDR和1080p/SDR输出，另有8台支持双1080pHDR/SDR输出，同时还拥有8台超慢动作摄像机、2台超高运动摄像机、CINEFLEX空中系统以及负责提供VR直播的360度全景摄像机。

4KHDR观赛体验很爽，但目前只有极少数国家的球迷有机会享受这样的视觉盛宴。提供4KHDR直播的包括英国的BBC、美国的FOX，而我国中央电视台也在11个省市覆盖的央视专区4KUHD试播栏目中上架了世界杯精彩赛事节目。

尽管4KHDR信号将在赛事转播方中逐渐普及，但观众也得拥有足够的带宽和4KHDR显示设备才能享受得到。目前4KHDR显示设备还未普及，但它的时代即将到来。

▲阿根廷球星梅西穿着“智能足球鞋”登场比赛（图/东方IC）

大数据正在改变世界杯

2018年俄罗斯世界杯是一届“大数据世界杯”。体育科学研究专家、英国布莱顿大学教授雅尼斯·匹兹拉迪斯表示，大众开始意识到大数据已经成为比赛的一部分。

从足球层面来看，有了大数据的辅助呈现，人们对世界杯更加一目了然。小到一个球员的跑动距离、极限冲刺跑动次数、跑动方向、习惯性射门区域和方式，大到一个球队的整体攻防体系和战术运用及变化，都可以通过数据挖掘分析得清清楚楚。一个球员、一个球队被采集到的参赛场次和数据越多，就会被分析得越透彻，对手的战术布置针对性就越强，对对手的限制就越加“无微不至”。在本届世界杯上，观众都可以看到，众多大牌球星在赛场上被对手“照顾”得焦头烂额，自己习惯的跑动路线、习惯的射门区域总被防守队员抢先一步占领，这就是对手在进行了大数据分析后的“神机妙算”。

其实，大数据所发挥的作用是从2014年巴西世界杯开始逐渐被认识。在德国队夺冠后，其与本国软件公司思爱普（SAP）的合作受到各方的关注。

其开端可追溯到2006年勒夫就任德国队主教练的时期。连续夺得2008年欧洲杯、2010年南非世界杯冠军的西班牙队通过传控打法称霸世界足坛。为了与这支西班牙队相抗衡，德国队也缩短了球员个人的带球时间，通过团队配合来快速传接和转移足球。而作出这一判断就与德国队和思爱普公司共同开发的“MatchInsights”系统有关。

足球这种技术与体力、个人与团队、纪律与自由、现实主义与创造力碰撞和交织的运动，当与大数据结合时，会发生哪些变化呢？2018年俄罗斯世界杯后，这个问题的答案或许会慢慢清晰起来。而也正是这种高科技的加持，当代足球强弱界线变得更加模糊。传统意义上的强队，有可能阴沟里翻船；传统意义上的“鱼腩部队”，也可能眨眼之间成为“梦幻部队”。（本刊综合）※