圖片來源:截圖自愛爾達體育

2020 東京奧運給了我們一個歷史性的精彩週末,「麟洋配」羽球男雙奪金、「小戴」戴資穎拿下銀牌,雙雙寫下台灣羽球奧運最佳成績!而上週六男雙羽球金牌戰最戲劇化的一刻,莫過於中國選手針對李洋那一球提出挑戰時出現的回放畫面,最後結果大家都知道,那一球剛剛好壓在線上,而這一個「鷹眼系統」的壓線畫面更在台灣網友之間掀起一波「新國旗」熱潮,紀念 T、毛巾和胸章等各種週邊都紛紛出現,甚至還有人向土銀提案發行「終局壓線」信用卡!

不過大家知道嗎?這個關鍵奪金畫面,背後功臣可是一個電腦視覺化系統 Hawk-Eye 「鷹眼系統」,它已經廣泛出現在多項賽事中,裁判更是仰賴它做出關鍵判決,就讓我們一起來認識「鷹眼系統」背後的運作原理吧!

高速攝影機、3D 建模,鷹眼系統能即時提供準確的判斷畫面!

Hawk-Eye 「鷹眼系統」由馬諾爾研究公司(Roke Manor Research Limited)的工程師們開發,首次出現於 2001 年的板球比賽中,致力於讓運動賽事的判決更公平、安全,當時的「鷹眼系統」透過六架高速攝影機,記錄球的飛行軌跡,依此建立出 3D 模型,模擬出球的落點,誤差值為 3.6 公釐,也就是 0.36 公分。

Hawk-Eye Innovation

板球賽事中 Hawk-Eye 視覺化球路軌跡,圖片來源:Hawk-Eye Innovation

經歷 5 年時間的嘗試與調整,鷹眼系統為了捕捉更高速的網球,將攝影機數量增加到 8~10 台,每秒能夠拍攝 340 張畫面,比賽現場更有 3~4 部電腦負責進行畫面演算、建立 3D 模擬畫面,同時增加大螢幕回放畫面,滿足轉播與現場判定需求。這樣大幅的改善,讓鷹眼系統在 2006 年的美國網球公開賽中大放異彩,正式獲得大型賽事的認證。

如今鷹眼系統被運用在 20 種賽事上,被全球 90 多個國家所採納,更有 500 座運動場部署鷹眼系統,有超過 5 萬次輔助判決的亮眼成績。

圖片來源:Hawk-Eye Innovation

企業看好鷹眼系統為賽事轉播利器:Sony 於 2011 年併購 Hawk-Eye

鷹眼系統不僅被許多運動比賽採用,它也能夠協助頂尖選手在訓練時,獲得更多數據判讀,來提升自我表現,這個結合光學攝影、電腦視覺和人工智慧的系統目前也引起許多企業競爭。除了鷹眼之外,像是 CyclopsFoxTenn 等公司也都在近幾年提出了有類似回放效果的技術,並宣稱擁有比 Hawk-eye 更真實的資料取樣方式。

目前被最多賽事採用的這套 Hawk-Eye 系統,已經在 2011 年被 Sony 併購,成為賽場與轉播的利器。

鷹眼系統的畫面值不值得相信呢?

其實鷹眼系統回放出來的畫面,其實並不是真正的「回放影像」,而是電腦 3D 建模後模擬出來的結果,也因此鷹眼也並非完美無缺,畢竟運動員就是在挑戰人類極限,甚至有人就真的打出低於誤差值 0.3 公分的球。

2007 當年溫布頓網球決賽,納達爾(Rafael Nadal)對決費德勒(Roger Federer)的第四局,納達爾一球直衝底線被評審判定「出界」後他發起挑戰,鷹眼系統回放顯示這球壓在線上,正巧就只超出底線 0.1 公分,剛好小於鷹眼系統 0.3 公分的誤差值,讓納達爾拿下這一分,這一分也成了鷹眼史上最有爭議的輔助判決。

而在過去這將近 20 年的淬鍊、上千場賽事考驗,鷹眼系統已經證明其可信度,並且廣泛使用在網球、排球、板球、羽球甚至連足球也利用鷹眼技術來輔助判決。

不過,其實鷹眼系統用在羽球比賽上是受到許多運動界專家質疑的。

羽毛球非圓球體、重量輕,落點判決難度高

跟一般運用鷹眼系統的球類比賽稍微不同的是,羽毛球並不是個圓球體,而且本身重量僅有 5 公克,在飛行過程中會容易受到旋轉、羽毛破損、場地氣流(冷氣空調風向)所影響,而鷹眼系統是透過捕捉飛行軌跡來計算落點,因此在模擬上難度高出其他球類許多,也無法像網球完全以電腦模擬計算。

世界羽聯(BWF)則是在 2014 年決定進一步利用科技輔助系統來提升羽球比賽的公平性。

當年的印度公開賽期間,BWF 發新聞稿宣布要與鷹眼創新科技公司(Hawk-Eye Innovation)簽約,由他們負責 BWF 主辦的世界級錦標賽及超級系列賽的輔助判決「即時重播判定系統」(Instant Review System)系統,而且正式從印度公開賽使用。

這項決定終於大幅消除了長久以來的肉眼誤判爭議,運用挑戰權也成為羽球賽取勝關鍵之一。

據台灣羽球品牌 VICTOR 說明,印度公開賽期間的電視轉播並沒有出現鷹眼的電腦動畫,而且仍是由場邊工作人員舉牌通知主審挑戰的結果。消息人士透露,當年的印度公開賽鷹眼創新科技是採取兩階段的作法。

第一個階段同樣是採用八部高速攝影機對準左右兩側的底線及邊線,然後以光纖連接到場邊的電腦。鷹眼的高速攝影機是採用每秒 660 幀(每秒顯示影格數)的速度拍攝錄影,同時設定延遲兩秒播放,這使得工作人員能迅速地確認羽球的落點。

第二階段則是配合他們在屋頂架設的追蹤器,進行模擬計算,做出像網球比賽般的電腦動畫。

鷹眼系統並非百分之百準確,國際足球總會褒貶聲浪不一

當然,鷹眼系統也不是百分之百準確。網球運動員費德勒與納達爾都曾批評該系統在網球比賽中缺乏精確度,儘管費德勒本人支持該系統應用於網球比賽。

過去在新加坡公開羽球賽中,鷹眼就曾出現過一次「無判定結果」(NO DECISION)的情況,而且是由裁判長親自上場向主審說明,原來是比賽中場休息,抱著攝影機拍攝教練如何指點選手的攝影師不慎將其中一台高速攝影機的光纖踢落,使得選手挑戰時沒有影像資料可以確認。

2018 年韓國公開賽日本選手山口茜對決中國高昉潔的比賽中,一個爭議性的底線球讓中國選手提出挑戰,從轉播單位的現場慢動作重播來看球已經出界,但鷹眼系統卻判定為界內,也成為羽球賽場上一個知名的案例。

這種種與判決相關的事蹟,雖然有爭議,但也讓這次「麟洋配」的東京奧運的底線勝出更讓人激動。未來這些「輔助判決」技術,肯定能持續讓運動賽事更加精彩,又不留遺憾。

而其實不只是羽球,足球賽事也有運用鷹眼系統,不過在國際足球總會眼中,鷹眼這種「門線技術」系統,也飽受批評,國際足總主席布拉特也說,引入鷹眼系統會使得球員與教練不斷地要求回放錄影,擾亂足球比賽的連貫性,批評者們還指出此項技術會減弱比賽當中人為因素的影響,從而消減了人們為錯誤而爭吵所帶來的樂趣。

可是不管怎樣,對台灣人來說,羽球的鷹眼系統反而讓這次的東京奧運羽球賽變得相當戲劇化又有趣,甚至讓「新國旗」因此誕生。你對鷹眼系統又怎麼看待的呢?

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參考資料:愛爾達體育Victor維基百科