足球盛宴的科技范
——聚焦2018年俄羅斯世界杯黑科技

不得不說(shuō)，2018年俄羅斯世界杯真的挺“聰明”——從有“智慧芯”的足球到球場(chǎng)內(nèi)的裁判輔助，再到場(chǎng)外的觀看體驗(yàn)，很多亮眼的科技元素滲透到了綠茵場(chǎng)，就像那些精彩絕倫的進(jìn)球一樣，給人留下深刻印象。

圖/東方IC

2018年俄羅斯世界杯于6月14日至7月15日舉行,本屆世界杯的看點(diǎn)除了球星炫酷的球技、熱情的球迷、綠草如茵的球場(chǎng)之外，還有比賽中用到的黑科技。

“智慧芯”足球搶風(fēng)頭

除了精彩比賽外，作為球場(chǎng)上的關(guān)鍵道具，足球也成為每屆世界杯的一大看點(diǎn)。2018年俄羅斯世界杯官方指定用球“電視之星（Telstar18）”不只在外觀上充滿現(xiàn)代氣息，同時(shí)也采用了一些現(xiàn)代化的工藝和科技。

從1970年起，世界杯組委會(huì)就指定阿迪達(dá)斯來(lái)設(shè)計(jì)比賽專(zhuān)用球，自第一款足球“電視之星”起，至今已經(jīng)設(shè)計(jì)了13款風(fēng)格獨(dú)特的世界杯足球。上一屆巴西世界杯足球“桑巴榮耀”以6塊十字形皮革拼成，而這次的Telstar18不僅名字致敬了第一款足球，結(jié)構(gòu)也繼承了上一屆的前輩——它也是由六塊形狀獨(dú)特的球面組成，運(yùn)用了無(wú)縫粘貼技術(shù)，大大節(jié)省了皮料。由于粘膠可以和皮料形成配位化學(xué)鍵，因此可以做到“難解難分”，保證球體的牢固。

但是，結(jié)構(gòu)上的特殊性還不足以稱(chēng)為黑科技——Telstar18內(nèi)部裝有近場(chǎng)通信芯片，這可以說(shuō)是黑科技的核心。

近場(chǎng)通信（NearFieldCommunication，簡(jiǎn)稱(chēng) NFC）又稱(chēng)近距離無(wú)線通信，是一種通過(guò)無(wú)線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。它最大的優(yōu)勢(shì)是可以在0.1毫秒內(nèi)快速配對(duì)，而藍(lán)牙通常需要6秒左右。這項(xiàng)技術(shù)離人們的生活其實(shí)并不遙遠(yuǎn)，很多手機(jī)、公交卡、門(mén)禁卡都使用了這一技術(shù)，只是之前沒(méi)人將它運(yùn)用到足球上。

當(dāng)芯片植入足球之后，足球就可以和靠近它的智能手機(jī)中的App進(jìn)行對(duì)接，擁有權(quán)限者可以解鎖足球內(nèi)芯片的數(shù)據(jù)，查看該球的運(yùn)動(dòng)軌跡，甚至是研究球員的射門(mén)技巧。這款足球還相當(dāng)于一個(gè)活的場(chǎng)上“證人”，可以通過(guò)讀取數(shù)據(jù)，讓裁判減少誤判。

此外，Telstar18還使用了全球領(lǐng)先的合成橡膠企業(yè)阿朗新科研發(fā)的生物基三元乙丙橡膠(EPDM)產(chǎn)品KeltanEco，這是全世界首款利用從甘蔗中提取的生物基乙烯制成的商用EPDM。生物基EPDM具有很好的物理化學(xué)性能，如吸水率低，使用溫度范圍廣，在低溫下仍能保持其柔順性，并具有抗老化性和耐化學(xué)性等。同時(shí)，還具有無(wú)定形結(jié)構(gòu)和高交聯(lián)密度特性，可以賦予足球更佳的彈性和回彈性。

▲2018年俄羅斯世界杯官方指定用球Telstar18（圖/東方IC）

VAR系統(tǒng)令“冤案”銳減

6月16日，當(dāng)法國(guó)隊(duì)與澳大利亞隊(duì)的比賽進(jìn)行到第55分鐘時(shí)，當(dāng)值主裁判庫(kù)尼亞跑向場(chǎng)邊的VAR視頻回放區(qū)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大屏幕，雙方球員與全場(chǎng)4萬(wàn)多名觀眾同步觀看了爭(zhēng)議場(chǎng)景的回放。最終，庫(kù)尼亞改判法國(guó)隊(duì)獲得點(diǎn)球。這一幕足以成為足球史冊(cè)的經(jīng)典鏡頭——在世界杯上，主裁判第一次求助VAR系統(tǒng)作出判罰。

本屆世界杯上，VAR系統(tǒng)多次立功，在關(guān)鍵性判罰上幫助裁判“糾錯(cuò)”。VAR是2018年俄羅斯世界杯使用的視頻助理裁判系統(tǒng)（VideoAssistantReferee）的簡(jiǎn)稱(chēng)，它可以將比賽畫(huà)面與計(jì)算機(jī)虛擬畫(huà)面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多角度、清晰即時(shí)3D式還原比賽細(xì)節(jié)。比賽之前，工作人員先使用賽場(chǎng)周?chē)亩嗯_(tái)抓取相機(jī)進(jìn)行三角測(cè)量定位，還會(huì)通過(guò)激光進(jìn)行校準(zhǔn)，比賽進(jìn)行時(shí)，會(huì)在每個(gè)運(yùn)動(dòng)員周?chē)L制出相應(yīng)的線條，即使是細(xì)微的越位都能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

在每一場(chǎng)比賽中，都有一名視頻助理裁判和三名視頻技術(shù)員在視頻控制室遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)VAR系統(tǒng)提供的球場(chǎng)內(nèi)的所有鏡頭信號(hào)進(jìn)行執(zhí)法，為當(dāng)值主裁提供執(zhí)法意見(jiàn)與必要的即時(shí)回放。

另外，VAR系統(tǒng)中還包含先進(jìn)的動(dòng)態(tài)掃描儀，能計(jì)算出球員是否假摔。裁判只需借助頭戴式裝置，就可以快速、精準(zhǔn)地作出判罰，讓整個(gè)比賽更加公正。不過(guò)，目前VAR系統(tǒng)仍處于試用階段，僅為主裁提供判罰參考，而且僅會(huì)在涉及有無(wú)進(jìn)球、點(diǎn)球判罰、紅牌、黃牌（第二張黃牌判定）以及主裁判罰對(duì)象出錯(cuò)時(shí)介入比賽。

▲在2018年俄羅斯世界杯上，VAR系統(tǒng)多次幫助裁判“糾錯(cuò)”（新華社李明攝）

雖然VAR系統(tǒng)首次在世界杯中亮相，但其實(shí)這一技術(shù)已在世俱杯、聯(lián)合會(huì)杯以及中超、德甲、意甲等足球賽事中應(yīng)用?！拔覀?cè)?000多場(chǎng)比賽中進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有VAR系統(tǒng)，平均每3場(chǎng)比賽就會(huì)有1次誤判，而應(yīng)用VAR系統(tǒng)后，每19場(chǎng)比賽才會(huì)出現(xiàn)1次誤判。雖然它不會(huì)解決所有問(wèn)題，但很明顯這對(duì)于比賽大有幫助。”國(guó)際足聯(lián)主席因凡蒂諾如此表示。

此外，門(mén)線技術(shù)也是本屆世界杯的重要輔助工具，雖然它在2014年巴西世界杯就已出現(xiàn)，但是真正大放異彩是在本屆世界杯上，在多次比賽中判定進(jìn)球有效。它可以在一秒鐘內(nèi)判斷球是否越過(guò)了球門(mén)線，并將識(shí)別結(jié)果快速傳送到裁判的智能手表上。

高科技“武裝”到人

在世界杯比賽場(chǎng)上，每一秒鐘都非常珍貴。當(dāng)前，各國(guó)充分利用各種科技裝備來(lái)提升自身球員的水平，從球衣到球鞋，再到各種智能穿戴，旨在為球員訓(xùn)練、比賽提供支持。另外，裁判也有了高科技裝備，方便其更加準(zhǔn)確地進(jìn)行執(zhí)法。

高科技球衣

在高強(qiáng)度的對(duì)抗、拼搶下，球員會(huì)大量出汗，所以球衣的核心技術(shù)在于如何降溫、排汗，讓球員能有最好的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。為此，本屆世界杯的球衣贊助商們可謂絞盡了腦汁，設(shè)計(jì)出各種高科技球衣。

阿迪達(dá)斯在球衣上使用了Climachill技術(shù)，同時(shí)在織物纖維中嵌入了鈦金屬細(xì)絲等，以加速散熱。耐克的球衣則應(yīng)用了名為AeroSwift技術(shù)，采用全新的纖維編織技術(shù)，在需要通風(fēng)的地方運(yùn)用單層編織，在不需要通風(fēng)的地方運(yùn)用雙層編織，使得球衣具有更好的貼身感。

帶芯片的智能球鞋

對(duì)于球員來(lái)說(shuō)，球鞋是極其重要的。擁有一款輕便的戰(zhàn)靴，才能在球場(chǎng)上縱橫馳騁。阿迪達(dá)斯在世界杯前開(kāi)發(fā)了一款“智能足球鞋”，將速度測(cè)量器置于足球鞋鞋墊之下，可以在訓(xùn)練中測(cè)量速度、加速度、跑動(dòng)距離等數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線傳輸，將這些數(shù)據(jù)傳到智能手機(jī)上，讓教練輕松了解球員的訓(xùn)練狀態(tài)。此外，鞋內(nèi)還安裝了另外一套系統(tǒng)，可進(jìn)行心率監(jiān)測(cè)等。在本次世界杯比賽期間，阿根廷球星梅西就是穿著這樣的一雙球鞋登場(chǎng)比賽的。

裁判專(zhuān)用智能手表

本屆世界杯的裁判除了有VAR系統(tǒng)的幫助，還會(huì)佩戴一塊智能手表。這款智能手表不僅搭載了400×400分辨率的表盤(pán)、還配備了IntelAtom Z34XX處理器，支持藍(lán)牙和Wi-Fi連接，續(xù)航可達(dá)到24小時(shí)。

每場(chǎng)比賽開(kāi)始前的15分鐘，這款智能手表就開(kāi)始對(duì)裁判發(fā)出提醒，比賽期間則會(huì)顯示兩隊(duì)的比分、進(jìn)球球員的姓名、替補(bǔ)球員的信息、終場(chǎng)哨前提醒等各類(lèi)比賽信息。此外，該手表還能與門(mén)線技術(shù)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，球場(chǎng)上有任何進(jìn)球，智能手表都會(huì)在1秒內(nèi)推送信息，通知裁判。

數(shù)字化表現(xiàn)和跟蹤系統(tǒng)

教練想要在賽場(chǎng)上快速擬定有效策略，就需要清楚地知道球員在球場(chǎng)上的狀態(tài)。自2015年允許球員在比賽場(chǎng)中佩戴可穿戴設(shè)備后，一項(xiàng)集可穿戴設(shè)備、光學(xué)追蹤等技術(shù)于一身的“數(shù)字化表現(xiàn)和跟蹤系統(tǒng)”就誕生了，該系統(tǒng)可以幫助教練、醫(yī)療團(tuán)隊(duì)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球員狀態(tài)。

“數(shù)字化表現(xiàn)和跟蹤系統(tǒng)”主要通過(guò)相機(jī)、球員身上的智能設(shè)備和GPS（全球定位系統(tǒng)）等技術(shù)來(lái)記錄球員在球場(chǎng)上的位置、行動(dòng)軌跡、傳球、個(gè)人狀態(tài)等信息，30秒內(nèi)傳送到教練和醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的平板電腦上。除了方便教練擬定戰(zhàn)略之外，也便于醫(yī)療團(tuán)隊(duì)在第一時(shí)間為受傷球員施救。

4 KHDR直播開(kāi)啟視覺(jué)盛宴

如今人們開(kāi)始擁有越來(lái)越高清的顯示設(shè)備，從全高清到2K，到4K。而光纖與4G以及更快的5G信號(hào)傳輸讓數(shù)據(jù)的傳播速度越來(lái)越快，為較大的流媒體的傳播提供了條件。在這兩種因素的共同作用下，清晰度極高的4K直播到來(lái)了。而且視頻信號(hào)不僅僅是分辨率達(dá)到了4K，其中還包含了HDR錄制技術(shù)。

4K分辨率即4096×2160的分辨率，它是2K投影機(jī)和高清電視分辨率的4倍，畫(huà)面的細(xì)節(jié)和清晰度達(dá)到了非常高的級(jí)別。HDR（High－DynamicRange）意為高動(dòng)態(tài)范圍，是一種視頻色彩處理技術(shù)，提升了畫(huà)面的對(duì)比度，使顏色看上去更加明亮。本屆世界杯全部采用了4KHDR拍攝，不僅將這場(chǎng)足球盛宴以細(xì)節(jié)更多的形式記錄下來(lái)，觀眾們也能夠得到前所未有的視覺(jué)享受。

本屆世界杯主辦方俄羅斯在每個(gè)場(chǎng)館都使用了30臺(tái)高清攝像機(jī)，其中8臺(tái)提供雙4KUHD/HDR和1080p/SDR輸出，另有8臺(tái)支持雙1080pHDR/SDR輸出，同時(shí)還擁有8臺(tái)超慢動(dòng)作攝像機(jī)、2臺(tái)超高運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)、CINEFLEX空中系統(tǒng)以及負(fù)責(zé)提供VR直播的360度全景攝像機(jī)。

4KHDR觀賽體驗(yàn)很爽，但目前只有極少數(shù)國(guó)家的球迷有機(jī)會(huì)享受這樣的視覺(jué)盛宴。提供4KHDR直播的包括英國(guó)的BBC、美國(guó)的FOX，而我國(guó)中央電視臺(tái)也在11個(gè)省市覆蓋的央視專(zhuān)區(qū)4KUHD試播欄目中上架了世界杯精彩賽事節(jié)目。

盡管4KHDR信號(hào)將在賽事轉(zhuǎn)播方中逐漸普及，但觀眾也得擁有足夠的帶寬和4KHDR顯示設(shè)備才能享受得到。目前4KHDR顯示設(shè)備還未普及，但它的時(shí)代即將到來(lái)。

▲阿根廷球星梅西穿著“智能足球鞋”登場(chǎng)比賽（圖/東方IC）

大數(shù)據(jù)正在改變世界杯

2018年俄羅斯世界杯是一屆“大數(shù)據(jù)世界杯”。體育科學(xué)研究專(zhuān)家、英國(guó)布萊頓大學(xué)教授雅尼斯·匹茲拉迪斯表示，大眾開(kāi)始意識(shí)到大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為比賽的一部分。

從足球?qū)用鎭?lái)看，有了大數(shù)據(jù)的輔助呈現(xiàn)，人們對(duì)世界杯更加一目了然。小到一個(gè)球員的跑動(dòng)距離、極限沖刺跑動(dòng)次數(shù)、跑動(dòng)方向、習(xí)慣性射門(mén)區(qū)域和方式，大到一個(gè)球隊(duì)的整體攻防體系和戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用及變化，都可以通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘分析得清清楚楚。一個(gè)球員、一個(gè)球隊(duì)被采集到的參賽場(chǎng)次和數(shù)據(jù)越多，就會(huì)被分析得越透徹，對(duì)手的戰(zhàn)術(shù)布置針對(duì)性就越強(qiáng)，對(duì)對(duì)手的限制就越加“無(wú)微不至”。在本屆世界杯上，觀眾都可以看到，眾多大牌球星在賽場(chǎng)上被對(duì)手“照顧”得焦頭爛額，自己習(xí)慣的跑動(dòng)路線、習(xí)慣的射門(mén)區(qū)域總被防守隊(duì)員搶先一步占領(lǐng)，這就是對(duì)手在進(jìn)行了大數(shù)據(jù)分析后的“神機(jī)妙算”。

其實(shí)，大數(shù)據(jù)所發(fā)揮的作用是從2014年巴西世界杯開(kāi)始逐漸被認(rèn)識(shí)。在德國(guó)隊(duì)奪冠后，其與本國(guó)軟件公司思愛(ài)普（SAP）的合作受到各方的關(guān)注。

其開(kāi)端可追溯到2006年勒夫就任德國(guó)隊(duì)主教練的時(shí)期。連續(xù)奪得2008年歐洲杯、2010年南非世界杯冠軍的西班牙隊(duì)通過(guò)傳控打法稱(chēng)霸世界足壇。為了與這支西班牙隊(duì)相抗衡，德國(guó)隊(duì)也縮短了球員個(gè)人的帶球時(shí)間，通過(guò)團(tuán)隊(duì)配合來(lái)快速傳接和轉(zhuǎn)移足球。而作出這一判斷就與德國(guó)隊(duì)和思愛(ài)普公司共同開(kāi)發(fā)的“MatchInsights”系統(tǒng)有關(guān)。

足球這種技術(shù)與體力、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)、紀(jì)律與自由、現(xiàn)實(shí)主義與創(chuàng)造力碰撞和交織的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與大數(shù)據(jù)結(jié)合時(shí)，會(huì)發(fā)生哪些變化呢？2018年俄羅斯世界杯后，這個(gè)問(wèn)題的答案或許會(huì)慢慢清晰起來(lái)。而也正是這種高科技的加持，當(dāng)代足球強(qiáng)弱界線變得更加模糊。傳統(tǒng)意義上的強(qiáng)隊(duì)，有可能陰溝里翻船；傳統(tǒng)意義上的“魚(yú)腩部隊(duì)”，也可能眨眼之間成為“夢(mèng)幻部隊(duì)”。（本刊綜合）※