球門線不再有冤案 說說3D成像鷹眼技術(shù)

　　足球場上的球門線疑案

　　足球運(yùn)動有球門和門線，而規(guī)則規(guī)定球必須整體越過了門線才算進(jìn)球。這就給裁判帶來了巨大的麻煩。

　　優(yōu)秀運(yùn)動員踢出來的射門時速最高達(dá)150公里/小時，100公里/小時以上是家常便飯。在門線附件，打中球門橫梁立柱反彈，或者被守門員救出來的球，時間只有0.0x秒，而裁判往往在20米開外，要看清并且做出準(zhǔn)確判斷太難了。

　　所以球門線疑案層出不窮，最有名的是1966年世界杯決賽英格蘭打進(jìn)德國球門的那個球門線反彈球。那可是決定世界杯冠軍歸屬的球。

　　之后類似的球門線疑案也層出不窮，最近的就有2012年足總杯決賽。

　　鷹眼技術(shù)的原理

　　其實鷹眼技術(shù)的正式名字叫即時回放系統(tǒng)，2001年發(fā)明。它的發(fā)明是3D技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。（當(dāng)年的3D顯卡大戰(zhàn)正酣）。

　　鷹眼技術(shù)通過多部攝像機(jī)，從多個角度拍攝比賽場地。（網(wǎng)球是8部到10部，足球是14部），然后對場地建立精確的3D模型，精確到毫米。

　　足球也好，網(wǎng)球也好，羽毛球也好，攝像機(jī)都捕捉到圖像，然后計算其在3D模型中的坐標(biāo)。

　　我們知道，人眼有兩只，可以形成立體感，確定距離遠(yuǎn)近。而攝像頭越多，被遮擋的概率越小，對坐標(biāo)的判斷越精確。

　　因為球是高速運(yùn)動的，要精確判定運(yùn)動坐標(biāo)，必須間隔很短的時間，所以這種攝像機(jī)的拍攝高達(dá)2000幀/秒。保證每一幀之間的坐標(biāo)位移很小，這樣就可以精確重現(xiàn)球的運(yùn)行路線。達(dá)到軌跡跟蹤的目的。

　　從攝像機(jī)中的圖像到3D模型中的坐標(biāo)，一方面需要攝像機(jī)有比較高的分辨率，另外一方面需要計算機(jī)通過算法即時完成轉(zhuǎn)換。

　　最后，把這個3D模型的軌跡跟蹤，通過影像方式回放出來，展示給觀眾和裁判，完成精確判罰。

　　鷹眼技術(shù)的前景

　　目前，因為攝像機(jī)、專利、算法的因素，這套系統(tǒng)價格還比較高，不能大規(guī)模普及到生活應(yīng)用之中。但是隨著摩爾定律，價格最終應(yīng)該不是問題。

　　其實，這套東西的原理和體感游戲基本類似，前幾天發(fā)布的亞馬遜手機(jī)能夠跟蹤手機(jī)使用者的頭部也是同樣的原理。

　　如果能結(jié)合智能算法做人工智能的識別，這套系統(tǒng)用途可以擴(kuò)展的非常廣闊。。

　　在操控方面，鷹眼技術(shù)可以精確記錄人的動作軌跡，算法可以判斷人的意圖，像《少數(shù)派報告》中一樣的計算機(jī)操控方式很容易實現(xiàn)。

　　在醫(yī)療領(lǐng)域，多個角度的透視技術(shù)3D成像可以準(zhǔn)確判斷出病人的病變位置，并指導(dǎo)醫(yī)生的操作。甚至可以讓機(jī)器人來完成手術(shù)。

　　在體育運(yùn)動上，可以輕易跟蹤一個運(yùn)動員的運(yùn)行軌跡，記錄其習(xí)慣的活動區(qū)域和習(xí)慣動作，做針對性布置。

　　在軍事領(lǐng)域，多個角度的雷達(dá)，或者光學(xué)觀測，可以對戰(zhàn)場3D建模，精確確定敵方目標(biāo)的位置并加以打擊。

　　鷹眼技術(shù)不僅僅可以用來解決球門線冤案，它的原理擴(kuò)展出去前途無量。