從感性到理性，這些技術(shù)改變了世界杯

說到足壇“冤案”，英格蘭應(yīng)該最有發(fā)言權(quán)，前有1986年墨西哥世界杯遭遇“上帝之手”，后有2010年南非世界杯蘭帕德的“門線慘案”，這些在現(xiàn)場回放來看都完全是錯判的結(jié)果，都成就了“足球是偶然性最大的運(yùn)動”。但從另一個角度來說，這意味著裁判的主觀判斷在關(guān)鍵時刻會完全左右比賽的走勢，比如英格蘭這兩次冤案就都導(dǎo)致了球隊在淘汰賽出局，1986年的阿根廷甚至還是世界杯冠軍……

更重要的是，假如裁判被某一方收買，比賽的公正性也將大打折扣，最典型的案例就是2002年韓日世界杯，在東道主韓國和意大利的八強(qiáng)對話上，韓國的多次犯規(guī)都被當(dāng)值主裁判莫雷諾無視，哪怕意大利球員已經(jīng)被侵犯到頭破血流，更是在加時賽階段判罰托蒂假摔出示紅牌，而現(xiàn)場直播回放可以清晰地看到球員之間有明顯的肢體沖撞，后來更是將意大利的進(jìn)球吹掉，導(dǎo)致最終飲恨八強(qiáng)……

正是有了這么多的前車之鑒，本屆卡塔爾世界杯才采用了大量的技術(shù)手段來輔佐裁判判罰，讓理性重新掌握了比賽的主導(dǎo)權(quán)，而這屆世界杯的科技含量具體來說有多少呢？

視頻助理裁判的加入讓比賽爭議有了更多判斷依據(jù)

卡塔爾世界杯用球內(nèi)部植入了足足兩顆芯片來保證精度

說到科技對足球比賽的介入，那就得從視頻助理裁判，也就是VAR說起，VAR的應(yīng)用正是為了彌補(bǔ)主裁判出現(xiàn)疑似誤判的漏洞，但在VAR使用的初期是只能夠在主裁判提出質(zhì)疑的情況下才能介入，換言之就是主裁判依然占據(jù)判罰的主動權(quán)，而2018年俄羅斯世界杯是第一屆正式啟用VAR技術(shù)的世界杯賽事，并在法國和克羅地亞的決賽上通過VAR確定了克羅地亞球員佩里西奇在禁區(qū)內(nèi)的手球，讓這種明顯的“足壇冤案”正式成為歷史。

VAR的加入雖然實現(xiàn)了關(guān)鍵判罰“有理可依”，但啟用與否，決定權(quán)還是在裁判手里，畢竟人終究是會犯錯的，那有沒有一種智能化的自動判斷方式呢？這就是卡塔爾世界杯所使用的核心黑科技——半自動越位系統(tǒng)。

VAR判斷的依據(jù)，是球場上的多角度高幀率視頻慢動作回放，然后由裁判觀看回放來進(jìn)行判定，半自動越位技術(shù)則結(jié)合了芯片和人工智能算法，首先，本屆世界杯官方用球是阿迪達(dá)斯的“Al Rihla”，中文名“旅程”，在這個球的內(nèi)部放置了兩個同時運(yùn)作的獨(dú)立傳感器，其中一個是超寬頻傳感器（UWB），熟悉蘋果設(shè)備的讀者朋友應(yīng)該聽說過這項技術(shù)，它能提供足球的精確位置并實時傳輸數(shù)據(jù)，不斷跟蹤球的位置；另一個是慣性測量單元傳感器（IMU），它是可以檢測足球加速度的傳感器，從而判斷觸球瞬間。這兩個傳感器會以每秒500次的頻率向VAR發(fā)送數(shù)據(jù)，所以裁判可以在回放中得到傳球者的觸球時機(jī)和足球的精確位置。

當(dāng)然，這并不是世界杯用球第一次植入芯片，2018年俄羅斯世界杯的比賽用球就內(nèi)置了NFC芯片，只是功能沒有這么全面。

而我們知道越位的判定除了要知道傳球時機(jī)之外，還需要知道在傳球那一瞬間，進(jìn)攻方和防守方球員的相對位置，所以半自動越位技術(shù)還有一項絕活，就是配合球場上安裝的12個鷹眼攝像機(jī)，在比賽中以每秒50次的頻率掃描球員和足球，通過人工智能來識別球員的29個身體部位，重建球員的實時運(yùn)動姿態(tài)并生成3D渲染圖，進(jìn)而直觀重現(xiàn)越位現(xiàn)場。所以一些可能僅僅是邁過了一條小腿的越位也能被系統(tǒng)識別出來，這套系統(tǒng)的判斷速度很快，3～4秒就能給出精確結(jié)果，不需要主裁判長時間觀看回放來人為判斷。

事實上，類似的動作捕捉技術(shù)或3D人體姿態(tài)重建技術(shù)已在多項體育賽事和訓(xùn)練解析中廣泛應(yīng)用，比如2021年進(jìn)行的東京奧運(yùn)會上，中國跳水“夢之隊”表現(xiàn)堪稱完美，拿下7金5銀的優(yōu)秀成績，人工智能教練系統(tǒng)便是幕后功臣之一，這套由中國國家跳水隊與百度共同推出的系統(tǒng)是國內(nèi)首個“3D+AI”跳水訓(xùn)練系統(tǒng)，通過高速攝像機(jī)捕捉運(yùn)動員自踏上跳板至完全入水之間的2D高清畫面，隨后通過3D視覺技術(shù)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)估算出運(yùn)動員的三維姿態(tài)，并獲得每個關(guān)節(jié)的三維角度。隨后再通過人體三維重建技術(shù)，將跳水全過程進(jìn)行三維再現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，還可以實現(xiàn)對跳水動作精準(zhǔn)的量化評估，模擬裁判打分，輔助運(yùn)動員改良動作，提高成績。

無獨(dú)有偶，在2021年2月舉辦的北京冬奧測試賽中，由小冰公司研發(fā)的人工智能裁判與教練系統(tǒng)“觀君”擔(dān)任了空中技巧項目唯一的競賽裁判，成功完成了個人預(yù)決賽、超級決賽、團(tuán)體預(yù)決賽共計44人次的比賽判分，獲得了國際雪聯(lián)、國家體育總局冬季運(yùn)動管理中心的一致認(rèn)可，而這也是人類歷史上首次在無人工干預(yù)的情況下，由人工智能獨(dú)立完成大賽的執(zhí)裁任務(wù)。

12個鷹眼攝像頭無死角記錄球員位置并實現(xiàn)精確3D還原

結(jié)合人工智能算法，實時重構(gòu)球員姿態(tài)

不過即便是有這么多黑科技加持，也并不代表球場上不會再有爭議，比如處在越位位置的進(jìn)攻隊員雖然沒有接球，但其是否干擾了對方隊員、是否參與了進(jìn)攻、有沒有通過移動來干擾對方隊員處理球等，這些判罰涉及到對于比賽的深入理解，人工智能也暫時無法做出完全準(zhǔn)確的判斷，所以裁判依然會起到非常關(guān)鍵的作用。而且在葡萄牙對烏拉圭的比賽中，C羅到底有沒有碰到B費(fèi)的傳中也成了爭議，雖然足球內(nèi)置的傳感器并沒有檢測到額外的加速度數(shù)據(jù)，但回放圖像顯示C羅的頭發(fā)其實碰到了足球，這個問題就忽然變成了“頭發(fā)碰到算不算人碰到”這個話題……所以，賽場上的爭議可以說依然是源源不斷，這或許也是足球的魅力之一吧。

卡塔爾世界杯是史上第一屆走進(jìn)中東的世界杯，而球迷朋友們應(yīng)該都知道，其實以往每一屆世界杯都是在夏季舉辦的，比如1990年世界杯的經(jīng)典主題曲“意大利之夏”就是最好的代表。之所以選擇夏季，最大的原因就是7、8月正好是各大歐洲聯(lián)賽的休賽期，球員可以專心為國家隊效力，但為什么唯獨(dú)這次卡塔爾世界杯選擇在11月開賽，非要插在聯(lián)賽周期中間呢？原因就在于卡塔爾屬于熱帶沙漠氣候，夏天實在是太熱了，今年夏天的最高溫度甚至達(dá)到了48℃，這溫度別說踢球，哪怕光是躺著都受不了，所以才和國際足聯(lián)協(xié)商改到了冬季。

但即便如此，卡塔爾的冬季溫度也不低，12月初也依然維持在21～29℃之間，再加上一場比賽就動輒80000人進(jìn)場觀看，觀眾席的溫度可以輕松打破35℃，球場上的溫度甚至?xí)^40℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國際足聯(lián)建議的舒適溫度（20～25.5℃）范圍，而溫度對球員比賽表現(xiàn)的影響是十分明顯的，2006年德國世界杯就因為當(dāng)時天氣異常炎熱，下午的比賽進(jìn)程都相當(dāng)緩慢，晚上的比賽就明顯更具對抗性。

圍繞球場的大孔徑通風(fēng)系統(tǒng)可以為賽場提供精準(zhǔn)降溫

那么，這個問題如何解決呢？簡單，熱就開空調(diào)唄，但問題在于，球場不僅面積巨大，還是開放式設(shè)計，就像是打開全部窗戶再開空調(diào)，如何保證制冷效率就成了重中之重，為此，卡塔爾世界杯的比賽球場都經(jīng)過了精心的科學(xué)設(shè)計。

首先是球場基本都沿東西軸線坐落，保證白天比賽時陰涼范圍的最大化；其次是大量采用淺色涂裝，因為顏色越深越吸熱，據(jù)計算，單就這一設(shè)計變動就能將室內(nèi)溫度降低5℃。再者就是通過特殊的外形設(shè)計來提高陽光反射率，比如教育城體育館就設(shè)計成了鉆石形外觀，菱形格紋的外立面具有超高的陽光反射率，顯得炫目而亮眼；場地也建設(shè)得略低于地面，以控制場內(nèi)溫度。

如果實在是熱得不行了，部分球場的頂棚也是可以關(guān)閉的，比如沃克拉體育場，它的棚頂能在 30 分鐘之內(nèi)完成閉合，從而將觀眾區(qū)域的溫度降到 18℃，球場上的溫度也能下降到20℃……

當(dāng)然，降溫的關(guān)鍵還在于如何高效利用空調(diào)系統(tǒng)，首先是針對球員的定向空調(diào)，球場四周都設(shè)計了很多巨大的空調(diào)出風(fēng)噴嘴，類似咱們在很多機(jī)場看到的那樣，但特別之處在于它只會吹向有人的區(qū)域，而且通過精準(zhǔn)的流體動力學(xué)模型計算，只在離地2米之內(nèi)的高度進(jìn)行降溫，所以它的目標(biāo)并不是讓整座球館內(nèi)都完全涼快下來，而是只照顧那最重要的部分空間。

球場頂棚采用可閉合式設(shè)計，這也算是卡塔爾世界杯的“獨(dú)門絕技”了

至于觀眾，每個座位下方也都藏有通風(fēng)口，對著觀眾腳踝位置吹冷氣，不會對著頭吹，所以綜合下來，這套包含3000多個通風(fēng)口的空調(diào)系統(tǒng)可以讓賽場內(nèi)的體感溫度最高下降20℃。

最重要的是，雖然卡塔爾一貫被大家認(rèn)定為“土豪”，但這并不意味著他們就是簡單粗暴的辦事風(fēng)格，這套球場空調(diào)系統(tǒng)就是典型的例子，他們并沒有通過“鈔能力”來加裝成千上百個傳統(tǒng)空調(diào)，而是選擇了一套循環(huán)散熱系統(tǒng)，制冷機(jī)制并不是我們熟悉的蒸汽壓縮制冷，而是利用了吸收式制冷，這種制冷方式直接利用太陽能板吸收的熱源，相同制冷面積下的耗電量只有蒸汽壓縮制冷的五分之一。而且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，除了讓冷水流動之外不需要其他可動零件，所以震動機(jī)構(gòu)少噪聲低，安裝方便，而且制冷劑為水，安全性更強(qiáng)，再加上它的電力來自多哈郊外的一個覆蓋面積超十平方公里的太陽能發(fā)電站，所以這套空調(diào)系統(tǒng)完全使用清潔能源供電，除了建造成本較高之外，低碳目標(biāo)還是可以達(dá)成的。再加上卡塔爾國土面積比較小，場館之間距離短，交通燃油消耗少，預(yù)計這屆世界杯的碳排放只有上屆俄羅斯世界杯的三分之一不到。

世界杯直播是從第二屆開始的，當(dāng)時廣播就是風(fēng)靡一時的新興媒體，到了1954年瑞士世界杯的時候，人們才第一次在黑白熒屏上看到了世界杯賽場上的場景。至于我們中國觀眾，1978年央視第一次轉(zhuǎn)播了世界杯決賽，第一次直播更是1990年的事情了，當(dāng)然，那時候大多數(shù)人都還是通過收音機(jī)，聽到了包括世界杯在內(nèi)的諸多國際體育賽事。

而在接下來的幾十年里，電視直播隨著科技發(fā)展不斷升級，2014年巴西世界杯上，觀眾第一次看上了世界杯比賽的4K轉(zhuǎn)播信號，同時也是第一次可以在手機(jī)上觀看世界杯，而2018年的俄羅斯世界杯，4K直播已經(jīng)成為標(biāo)配，比賽轉(zhuǎn)播的質(zhì)量也達(dá)到了更高水準(zhǔn)。

這一屆卡塔爾世界杯，作為擁有此次世界杯轉(zhuǎn)播權(quán)之一的新媒體平臺，字節(jié)跳動包括今日頭條、抖音等平臺免費(fèi)以4K分辨率直播世界杯賽事，從清晰度來看明顯比央視免費(fèi)的1080P強(qiáng)很多，而央視的4K則需要付費(fèi)才能開啟，所以相對來說更多球迷朋友可能會選擇手機(jī)或手機(jī)投屏的方式觀賽。

抖音等平臺成為卡塔爾世界杯中國球迷的觀賽第一選擇

在PICO 4等VR設(shè)備上也能實現(xiàn)大屏觀賽了

除此之外，字節(jié)跳動還通過去年收購的VR設(shè)備商PICO，上線了“上PICO看世界杯，球近了”活動，為觀看世界杯加入元宇宙元素，據(jù)京東銷售情況顯示，世界杯開賽后VR眼鏡成交量也有了顯著提升，從使用體驗來看，考慮到淘汰賽階段大量比賽都會在北京時間的晚上11點(diǎn)之后甚至半夜3點(diǎn)舉行，相對更容易打擾家人休息的電視來說，VR設(shè)備的私密性也更適用于觀看世界杯比賽。不過，目前的VR觀賽并不是大家想象中那種“坐在場邊”的3D沉浸式體驗，而依然是觀看巨幕電影一樣的2D畫面，換句話說就是相當(dāng)于換個地方看電視而已，所以，世界杯的火熱使VR設(shè)備再度受到市場關(guān)注，但受價格、技術(shù)、應(yīng)用場景等方面的因素影響，產(chǎn)品真正走入大眾市場還有一定距離。

而對于那些想要觀看比賽，但又有視聽障礙的球迷朋友來說，卡塔爾世界杯還推出了世界上第一個盲文娛樂平臺Bonocle，這是一個類似鼠標(biāo)的設(shè)備，可以通過手機(jī)App將屏幕內(nèi)容轉(zhuǎn)換為盲文，并以觸摸的方式實現(xiàn)閱讀。除此之外結(jié)合穿戴式設(shè)備Feelix Palm，也能通過電磁脈沖的方式實現(xiàn)盲文傳遞，簡單來說就是實現(xiàn)類似點(diǎn)顯器的效果。

不過，因為現(xiàn)在的智能手機(jī)都可以快捷地實現(xiàn)文字轉(zhuǎn)語音，比賽直播或新聞也可以通過聽解說的方法實現(xiàn)，所以點(diǎn)顯器市場一直不太大，而且這些設(shè)備的價格都并不便宜，比如Bonocle的售價高達(dá)499美元（約3564元人民幣），所以推出這樣的產(chǎn)品更多還是傳達(dá)一種賽事組委會的人文關(guān)懷態(tài)度而已。