信息技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用及展望

翟冰洋

（河南師范大學(xué)體育學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

如今，在奧運會、亞運會、世界錦標(biāo)賽等比賽中，早已不只是運動員或運動隊的體能和技術(shù)比賽。其背后是各國研隊伍的科研實力的競爭。為了提高運動員的競技能力，多國都投入大量經(jīng)費用于研發(fā)高科技的裝備和器材。信息技術(shù)作為目前最流行的技術(shù)之一，廣泛地應(yīng)用于競技體育中，以協(xié)助組織和管理各種事務(wù)，提高工作質(zhì)量和效率。

1 信息技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用

1.1 圖像處理技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用

在競技體育訓(xùn)練中，分析某個技術(shù)動作的完成過程，了解動作特點，改進動作缺陷是提高運動員競技能力的有效方法。起初教練員只能通過現(xiàn)場或者照片來進行肉眼觀察判斷。這種方法費時費力，并且僅憑人眼不能觀察出動作上的細節(jié)變換。對訓(xùn)練效果的改善還有一定的局限性。20世紀以來，隨著計算機技術(shù)，數(shù)碼攝像和軟件系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，圖像解析處理技術(shù)愈加成熟，開發(fā)出了各種適用于運動圖像分析的軟件，將運動員的運動過程高清拍攝后，錄入到計算機中，按照一定的算法對視頻進行解析，通過可視畫面和圖像解析后的數(shù)據(jù)來說明運動員技術(shù)動作的優(yōu)勢和不足。通過直觀的畫面和圖像數(shù)據(jù)顯示，使運動員可以對自己的技術(shù)動作有清晰正確的認識，大大提高了對技術(shù)診斷的信息反饋速度和精確度。運動視頻圖像處理技術(shù)在競技體育研究中有著最為廣泛地應(yīng)用，是教練員和運動員以及相關(guān)科研工作者十分青睞的技戰(zhàn)術(shù)分析手段之一，通過對多種視頻進行全方位的解析，可以給教練員在訓(xùn)練或者比賽中提供詳細準確的信息，為研究和評價運動員的技戰(zhàn)術(shù)能力和制訂訓(xùn)練計劃提供科學(xué)的參考依據(jù)。

球類項目中，球的運動速度很快，很難看清球的運動狀態(tài)，對一些邊界球的判定或是球體運動過程的分析十分困難，尤其是對邊界球進行判定時，裁判員的視覺影響和主觀因素很容易導(dǎo)致誤判。為了減少裁判員的人為和其他一些因素的影響，很多球類項目中引入了“鷹眼——即時回放系統(tǒng)”。鷹眼可以把現(xiàn)場的比賽運動軌跡幾乎同步地分析出來，當(dāng)運動員或教練員提出鷹眼挑戰(zhàn)時，可以立即調(diào)出分析結(jié)果，判斷是否出現(xiàn)誤判漏判情況，維護了比賽公平公正的形象 。

乒乓球作為我國的優(yōu)勢項目，一直是我國體育科研工作者的一大研究方向。分析不同發(fā)球球的運動狀態(tài)，測量旋轉(zhuǎn)速度，判斷運動軌跡是進行技術(shù)分析診斷的重要依據(jù)。PD-1型乒乓球動態(tài)測轉(zhuǎn)儀是我國首創(chuàng)的世界上第一臺專業(yè)測量乒乓球瞬時轉(zhuǎn)速的儀器，通過對乒乓球運動錄像的分析，可以得出其高度，速度，轉(zhuǎn)速，弧度，落點等參數(shù)。該儀器的研發(fā)提高了我國乒乓球訓(xùn)練的科學(xué)化水平，為我國乒乓球項目的發(fā)展起到了強大的推動作用。

1.2 傳感器技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用

在搏擊對抗項目中，主要依靠運動員的進攻部位和擊打力量來判定是否得分。在田徑比賽中，運動員是否出現(xiàn)搶跑現(xiàn)象，這些都要依靠裁判觀察判斷，運動員的競賽成績在一定程度上取決于裁判員的判定。但是，在裁判進行判罰的過程中，很容易帶有個人的主觀色彩，影響體育競賽的公平，導(dǎo)致運動員的不滿和觀眾的騷亂。影響比賽的順利進行。

在北京奧運會跆拳道比賽中，古巴隊因?qū)Σ门械呐辛P不滿對主裁使用暴力，希臘人對比賽結(jié)果有爭議而向觀眾席上扔水瓶。這一系列的騷亂，影響了比賽的進程，也損害了比賽公平公正的形象。電子護具的使用則極大地改善了這種情況。通過在護具和護頭的有效部分安裝傳感器，傳感器將擊打的力度大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理量的變化，將變化信息傳入計分系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)變化值大小判定是否得分，并給出應(yīng)得分數(shù)，裁判打分只負責(zé)特殊情況的加分，運動員得分幾乎不再受裁判員的主觀因素影響，保證了比賽的公平公正，得到了廣泛的認可。

國際田聯(lián)規(guī)定，起跑反應(yīng)時間短于0.1s即為搶跑。為了精確地測算出起跑反應(yīng)時間，通過壓力傳感器設(shè)計出來的起跑蹬通過檢測運動員腳底對起跑蹬板的壓力變化情況，最終根據(jù)壓力變化時間準確判斷運動員是否出現(xiàn)搶跑。蹬板上的壓力傳感器將受壓隨時間變化的情況傳入計算機系統(tǒng)中，裁判員發(fā)令槍發(fā)出后，運動員起跑，傳感器上的壓力值會驟降為零，系統(tǒng)把出現(xiàn)急劇下降拐點的時間值與發(fā)令槍發(fā)出的時間值做對比后，求出時間差，即為起跑反應(yīng)時間[4] 。壓力起跑蹬板的使用，使裁判對是否搶跑的判定有了客觀依據(jù)，減少了誤判漏判的發(fā)生，維護了比賽公平。

1.3 激光測距技術(shù)在田徑中的應(yīng)用

在跳遠，三級跳和投擲類的項目中，運動員或者投擲物的位移距離決定著運動員的成績。在傳統(tǒng)的成績評定中裁判員依靠皮尺來測量距離，皮尺的精確度有限，導(dǎo)致成績有誤差，且每次測量都要暫停比賽，影響比賽進程。激光測距儀的研發(fā)和投入，彌補了這一缺陷。其以激光發(fā)射器為激光光源，通過一定的操作之后自動地對準受測的對象發(fā)射激光信號，由受測對象反射后，接收器接收到反射信號，系統(tǒng)計算出激光從發(fā)出到目標(biāo)反射回來的時間差和這兩個時間點的相位變化，再和發(fā)射激光的光速相乘，就能測出目標(biāo)在運動時間內(nèi)的運動距離，具有高精度、高效率的特點。在跳遠，三級跳以及投擲類項目中應(yīng)用的最為廣泛。

1.4 影像處理技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用

從最初的黑白膠片，到如今的3D、VR、AR等技術(shù)。影像技術(shù)的發(fā)展，給人們的帶來了全新的觀看體驗，同樣，影像技術(shù)的發(fā)展，也滲透到競技體育領(lǐng)域，無論是競賽訓(xùn)練還是賽事播報，影像處理技術(shù)的應(yīng)用，為人們提供了更為完善的服務(wù)和體驗。

虛擬實境（Virtual Reality），簡稱VR技術(shù)，是利用計算機模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，給使用者提供視覺、聽覺、觸覺等感官的現(xiàn)實模擬，讓使用者有切身經(jīng)歷的感覺。可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。讓使用者能夠有充足的臨場感和切身體驗。里約奧運會首次嘗試采用VR視頻技術(shù)來進行賽事轉(zhuǎn)播，觀眾通過VR技術(shù)觀看賽事轉(zhuǎn)播，仿佛置身于賽場之中，全方位地感受著賽場的氛圍，為觀眾們帶來全新的觀賽體驗。2020東京奧運會，日本計劃開發(fā)出來一套超臨場感的影像系統(tǒng)。在現(xiàn)場使用360度攝像頭拍攝比賽現(xiàn)場的實況，在轉(zhuǎn)播時VR影像技術(shù)和體育場館內(nèi)的3D可視化技術(shù)等，可以提高觀眾們的臨場感覺，更好地融入到比賽中 。

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR），是利用電腦系統(tǒng)提供的各種 信息以此來增強使用者對現(xiàn)實世界感知的技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，并將電腦生成的各種虛擬物體、虛擬場景或者系統(tǒng)的提示信息疊加到現(xiàn)實的場景之中，實現(xiàn)對現(xiàn)實的增強。傳統(tǒng)的訓(xùn)練和比賽中，教練員和運動員只能依靠經(jīng)驗和自身感覺判斷身體機能和運動狀態(tài)變化，缺乏客觀準確的數(shù)據(jù)作為判斷依據(jù)，而AR技術(shù)的研發(fā)和投入應(yīng)用，很大程度上填補了這方面的空白。美國的研發(fā)團隊為其自行車隊研發(fā)出來了一種高科技的AR眼鏡用于訓(xùn)練和比賽中，運動員戴上這款眼鏡之后，心率、呼吸頻率，騎行速度和節(jié)奏等數(shù)據(jù)都可以在鏡片上顯示出來。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，運動員可以隨時了解到自己的身體狀態(tài)和機能變化，從而靈活的分配體力和改變戰(zhàn)術(shù)。

1.5 微波通信技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用

每次體育盛會的舉辦，人們都迫切地想了解到比賽的精彩過程和比賽成績。舉辦方也會用先進的通信手段來助力賽事播報。1896年希臘奧運會首次使用了新興的電報技術(shù)來播報比賽結(jié)果。此后，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，賽事的轉(zhuǎn)播手段也隨之不斷更新，從1896年的電報技術(shù)，到1964年東京奧運會第一次采用衛(wèi)星轉(zhuǎn)播技術(shù)再到3G通信亮相奧運播報，隨后的4G網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，更是加快了信息傳播的質(zhì)量和速度，賽事的播報更為方便快捷，人們可以通過多種方法及時準確的知道賽事進程，獲得自己想要的競賽信息。

1.6 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在競技體育中的應(yīng)用

如今，網(wǎng)絡(luò)成了最主要的交流平臺，電子商務(wù)應(yīng)運而生，使商務(wù)貿(mào)易不再受地域的限制，促進了經(jīng)濟的快速發(fā)展。開展電子商務(wù)，已經(jīng)成為全球各企業(yè)的發(fā)展趨勢。同樣，國際化下的各類體育行業(yè)營銷活動的舉辦也離不開電子商務(wù)的全方位多角度的深入合作。將電子商務(wù)應(yīng)用到體育營銷中，這2種模式有機地結(jié)合在一起可以創(chuàng)造出新的盈利模式 。一場大型賽事的舉辦，多達百萬張的賽事門票出售也是一項巨大的工程，網(wǎng)絡(luò)售票成為門票銷售的主要渠道，人們在自己的手機或者電腦上，就可以了解和購買每場比賽的門票，使門票的出售變得快捷有序，給組織方減少了大量的工作壓力。每次奧運會的舉辦吸引著全世界各國的運動員和游客慕名而來，短時間內(nèi)在舉辦地迎來成百上千萬的游客，給城市的交通，住宿等方面帶來了巨大的壓力。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，人們可以提前了解城市的交通，天氣，住宿等信息，為人們的出行提供了重要的參考依據(jù)。

1.7 信息鑒別技術(shù)在賽事安保方面的應(yīng)用

每一次大型體育盛會的舉辦，都會吸引世界各地運動員、觀眾、記者等龐大的人流涌入，給安保帶來了巨大的壓力。如何保證盛會的安全進行是主辦方及世界各國關(guān)注的重點。信息時代，通過信息技術(shù)鑒定人員身份、辨別可疑物品、追蹤人流物流等方面的應(yīng)用，大大地提高了安全保障系數(shù)。電子標(biāo)簽、人臉檢測、X光機設(shè)備的投入使用，構(gòu)筑起了一道道堅實可靠地安全屏障。為管理運動員以及官員、裁判等人員的注冊、人員身份的鑒別，運動員器材的運輸，人員住宿安排，食物從采購到上到餐桌全過程的追蹤等安全保證事務(wù)上提供了極大的便利。投入使用的靜脈識別技術(shù)因其識別準確率高、速度快、不易受干擾等特點，為安全防范領(lǐng)域帶來了一次全新的革命，也使其與奧運結(jié)緣，用于奧運安保工作。

2 結(jié) 語

隨著科技的不斷發(fā)展和競技體育科學(xué)性的不斷提高，競技體育與科技的結(jié)合必將更為廣泛深入。信息技術(shù)作為時下熱門的科學(xué)技術(shù)之一，已經(jīng)在競技體育的各項事務(wù)處理中發(fā)揮著重要的作用.信息技術(shù)高效，快捷，準確優(yōu)點為其各項事務(wù)的處理帶來了巨大的便利與改善。體育與科技的結(jié)合由來已久，并且將一直處于不斷地發(fā)展更新中，如果能夠充分利用好信息技術(shù)的優(yōu)勢，促進信息技術(shù)與競技體育的進一步結(jié)合，給競技體育注入更多的科技力量，定會推動者兩者共同發(fā)展與進步。