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科幻时代NBA那些令人瞠目的科学技术

2016-04-07段超

当代体育·扣篮 2016年5期
关键词:转播球迷球员

段超

感观升级

篮球的欣赏价值不言而喻,无论是像NBA这种在大型球馆之中进行的比赛,还是街边热火朝天的三对三斗牛,都有一个共同的特点——总能吸引观者驻足。但是,传统意义上的转播已经越来越难让电视观众感受到新意,甚至于,很多比赛,即便过程十分精彩,但受制于播出技术手段的单一,导致球迷在看过之后仍然有意犹未尽之感。所以,很早NBA就在策划很多能够带给电视球迷一些不同感受的播出技术手段。像摄像机的设置,最早的时候,篮板上方的摄像机能够在导播切换镜头之后让球迷看到很多篮筐之上拼抢的独特风景,但很快,这就让球迷失去了新鲜感。之后,陆续在一些球馆里试点了一些禁区内的仰视视角摄像机,但由于镜头无法调整角度,所以在切换到仰视镜头时,观众能看到的只是一堆鞋底在踩来踩去,除了带着被践踏的压抑感之外,毫无赛场体验,没多久这项试用技术便夭折了。

原有的电视转播技术已经很难满足球迷在观看比赛时所渴望的现场感了。不过,随着摄像技术以及计算机技术的不断更新,很多在原来很难实现的播放手段,如今都变为了现实。其实像过去多机位的转播方式,目的就是希望能够在播放篮球比赛时能够达到一个全方位多视角的观影享受,所以,在转播之中,加入快速视频剪辑技术,就可以大大提高多视角全方位的观看效果。

早在上世纪1990年代,迈克尔·乔丹曾拍摄过一段360度全景展现罚球线起跳扣篮的宣传广告,为了将全部角度连接在一起,造成一种360度静态环绕的效果,拍摄这段广告时,摄制人员按照角度转换顺序安插了多个机位,然后在拍摄完成之后,将所有机位的视频素材通过精细剪辑的手段,达成了360度静态环绕,全景展示的目的。这种方式在当时虽然格外新颖,但耗费人力、时间过于巨大,至于电视转播时在短时间内完成这样的效果剪辑更是不可能的。不过,到了现代,随着计算机技术的更新,电脑的处理能力更强,在短时间内剪辑出一段全景360度展示的画面短片已经变成了一件非常容易的事情。

今年全明星周末扣篮大赛上,这项技术便得到了非常好的应用。在扣篮大赛进行的时候,扎克·拉文和阿隆·戈登的精彩扣篮,在回放时除了多个单独角度的影像重播之外,还有一个360度无死角的回放方式,这种回放方式就如同篮球游戏中早已经被应用的全景回放一样,随时可以暂停,角度可以自由转换,扣篮动作的方方面面事无巨细,均能展现在球迷的眼前。相对局限于一个角度的视觉感受,这种360度无死角的慢镜头视觉体验,让本就震撼无比的扣篮变得更加刺激,也让球迷发现了很多那些容易被忽视,只存在于呼吸之间的微妙细节。

这种回放技术叫做FreeD摄像回放系统,由加利福尼亚州的一家名为“回放科技”的公司打造。在硬件方面,这套系统需要12台4KTeledyneDALSAFalcon2CMOS摄像机作为基础拍摄点,系统会对12台摄像机的全部影像资料进行分析得出整个场景中所有物体的空间深度,同时快速构建场景的3D点阵,然后再按照设定的虚拟摄像机路线进行回放。其实这套系统的创意与当年乔丹拍摄的那段360度全景回放的创意如出一辙,但不同的是,这套系统不再需要大量的人工剪辑,而是配合英特尔的技术,利用独特的算法在三维空间内定位摄像机捕捉到的像素,然后还原成3D影像。也就是说,我们看到的360度回放,是基于现实拍摄画面所营造还原出的虚拟画面,当然,在观看效果上,这套系统是丝毫不会偷工减料的,所有画面虽然是生成的3D效果,但与真实场景毫无差别。

事实上,这套技术早就已经应用到了普通比赛的转播之中,像小牛队的主场就可以在转播时将一些精彩进球制作成360度回放画面,穿插于比赛实况之中。目前,加州的“回放科技”公司已经推出了第二代的FreeD系统,新升级的系统运算速度更快,效果更好,可以在短短的30秒广告时间里,就将一段比赛片段拼凑成一个高质量的回放镜头,效果和效率完全胜任转播的要求。

在国内的转播中,独家垄断NBA网络直播权的互联网公司也在转播之中加入了一些转换视角的功能,但是这里的视角转换科技含量较低,类似于放出了一些导播的权利,转换视角后的画面仍然在摄像师的掌控之下,球迷手中的权限相对较少,而且在视角转换的过程中还需要等待一个视频重新加载的过程,会导致比赛的连续性被打断。值得一提的是,这项功能还属于付费项目,而且用户体验度很低。更多时候,这不过是一个吸引用户缴纳会员费的噱头,对于观赛体验上的意义不大,对于互动直播来说形同鸡肋。

试用产品

2013年,NBA火箭队总经理莫雷在推特上转发了一位网友对于将谷歌眼镜用于裁判执法的建议,并评价道:“这绝对是一个非常不错的想法,我们可以问问亚当·席尔瓦的意见。”毕业于美国麻省理工学院计算机专业的莫雷会对高科技产品感兴趣并不奇怪,而他的这条推特在球迷中引发了广泛讨论,很多人认为利用高科技产品为NBA比赛带来更为规范公平的比赛氛围会让场上的形势更为透明。那么谷歌眼镜为何物呢?

2012年谷歌公司发布了一款“拓展现实”的眼镜,这款眼镜可集只智能手机、GPS、相机于一身,在用户眼前展现实时信息,只要眨眨眼睛就能拍照上传、收发短信、查询天气路况等操作。用户无需动手便可上网冲浪或者处理文字信息和电子邮件,另外,用户还可以用自己的声音控制拍照、视频通话等功能。这款产品只有几十克,但配置却十分齐全,一颗OMAP4430处理器掌控着整个设备的功能处理。在眼镜上,配置了摄像头,不仅可以拍照,还可以拍摄视频。而镜片上则配备了一个头戴式微型显示屏,它可以将数据投射到用户右眼上方的小屏幕。在鼻梁上方有平行鼻托和鼻垫感应器,通过感应器,眼镜可以识别此时是否处于佩戴状态之下。

谷歌眼镜有着很多潜在的应用范围,所以将这一设备应用在NBA比赛之中也是其功能应用范围之内的事情。但是最先应用于NBA的功能并不是裁判执法比赛,而是现场的比赛转播。2014年,步行者对阵热火队,印第安纳班克斯人寿球馆的球迷就体验到了由谷歌眼镜带来的观赛体验。通过遍布球场各个角落的谷歌眼镜摄像头,现场球迷观看了一场全新的比赛实时转播。这次转播是由步行者队和旧金山的一家创业公司合作进行的。这家创业公司的主要业务就是提升实况转播观众的观赏体验,所以,这场比赛也是他们推广自己公司业务的一次试验。依靠球场各个角落的人所佩戴的谷歌眼镜所拍摄的画面进行转播,球场的直播大屏幕上会将这些画面实时播放出来,而在切换角度时,则是从各个谷歌眼镜的画面中进行挑选,观者无需走动便可纵观全场。

事实上,在步行者队之前,NBA中就已经有了将谷歌眼镜应用的先例。2014年1月,国王队就将这个新设备应用到了平时的热身之中。

虽然一切看起来很美好,但这项技术仍然只处于试验状态之中,想要将其应用于正式的比赛转播还存在很大的难度。首先,谷歌眼镜自身的硬件水平还很难和专业的摄像机相提并论,这就导致拍摄出来的画面质量过低,如果只是拍摄静态画面的话,还可以应付,但动态时的效果简直让人抓狂。即便将眼镜的硬件水平提升,但要将拍摄镜头提升到能让人舒服看比赛的程度,还存在很多技术上的难题。另外,谷歌眼镜转播的画面,最佳的视角就是由球员佩戴,直接让球迷体验如射击游戏一般的第一人称视角,可外带设备不仅会影响到佩戴者的发挥,在激烈的对抗之中还有可能造成一些不必要的伤害。所以,目前这项技术在NBA尚处于试验和假设的状态之中。

其实,无论是视角转换,还是谷歌眼镜的第一视角观赛,目的就是希望让无法来到现场,只能在电视转播中观看比赛的球迷体验到视频回放也无法带来的身临其境的体验,于是,人们想到了目前更为火热的VR——虚拟现实技术。VR技术是由美国VPL公司创始人拉尼尔在上世纪1980年代初提出的。综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。到目前,VR技术已经广泛应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、教学等众多领域,并为这些领域提供切实可行的解决方案。

而在娱乐方面,VR技术已经在影视方面得到了一些尝试。而为虚拟现实技术发展起到巨大需求牵引作用的还是游戏方面,目前这项技术在游戏市场已经得到了越来越多的重视和应用。由于在很多方面存在着共通性,而电脑游戏自产生以来,也一直都是朝着虚拟现实的方向发展,虚拟现实技术发展的最终目标已经成为很多三维游戏工作者的最高追求。

于是,在渴望提供最大现场体验的NBA赛事转播中,VR也成了一个被广泛渴望应用的技术。2015年10月,NBA联合NextVR进行了首场虚拟现场直播,这让人们对NBA实况转播和虚拟现实的结合充满了期待。与此同时,NBA也宣布将与TurnerSports联手为全球NBA球迷提供虚拟现实赛事转播服务。本赛季卫冕冠军勇士对鹈鹕的比赛便是世界首场使用了VR技术转播的比赛。球迷们通过这项独特的技术体验了赛前勇士队领取总冠军戒指的仪式。

在这次转播中,VR摄像机所模拟的虚拟视角位置位于中场附近,通过VR设备观看比赛转播的观众相当于坐在了全场最佳的观赛位置。通过VR提供的逼真虚拟现实画面,球迷体验到了一次伸手就能“摸”到斯蒂芬·库里的感觉。不过,这次转播也有着很多的局限性,VR观众虽然可以看到镜头所在的四周区域,但是他们不能控制VR相机本身,也就是说,在转换视角上还不能自由控制,同时也不能直接与其他球迷和体验者互动。虽说这项技术已经实现了在比赛中的应用,但是想要广泛的、正式的使用还有很多的路要走。首先交互性还存在局限性,VR技术虽然提供了前所未有的亲身体验,但这种体验还仅存于视觉上的,当穿戴上VR设备之后,体验者便和自身周围的一切失去了联系,可公共体验恰恰是VR在球赛中应用的重要环节,由于技术上的限制,体验者只是眼睛走到了现场,可感受上仍旧是自己孤身一人。另外,硬件还有待提高,毕竟没有谁希望在用VR观看比赛时,视网膜上出现了“马赛克”。而最为关键的问题是,VR终端设备的普及率还很低,这是制约这项技术拓展的关键因素。

当然,VR技术还在开发之中,与NBA的结合也正处于磨合之中,而且,很多人已经发现了这项技术除了比赛转播之外,还有很多可以应用于篮球的作用,比如用虚拟现实技术对儿童篮球训练提供帮助,这在很大程度上起到了根本性的改变,也为日后的普及拓宽了道路。

赛场技术

从去年开始,NBA很多球队的开场仪式都变得格外震撼,一种新的娱乐形式在球场的地板上展开了。在赛前或中场休息时,整个球场的地面变成了一个可以出现3D效果画面的大屏幕,呈现出令人称奇的3D视觉效果影像。无论是现场还是电视机前,都能看到整个球场的地板呈现诸如破裂、塌陷、火焰甚至是凸出的面部等特效。

这种视觉效果其实并不是让地板具备了什么显示功能,而是利用3D投影制作出来的。NBA中的这些效果都是由一家名为QuinceImaging的公司制作的,目前,76人、尼克斯、骑士、老鹰等都与这家公司合作,在主场比赛中提供这种震撼的投影表演。QuinceImaging是一家位于美国首都华盛顿,专门从事图像投影,有着18年经营历史的公司。他们不仅为体育赛事服务,还为政府和企业等其他行业的机构提供服务。事实上,这种投影技术最早是在建筑表面等地方进行的,只是最近才应用于NBA的比赛之中。

这种投影技术的实现主要通过在球场安装多个投影仪、叠加图像来实现地板上画面的变动的。在比赛开始前大约两个月的时候,QuinceImaging公司的技术团队会到合作的体育馆进行实地考察,并研究出设备的安装方案。每个投影仪大约90公斤重,单台的售价接近10万美金。所以,第一步的调查是整个方案执行中的重中之重。在考察过球馆之后,该公司的团队会制作一个三维的球场模型,然后与球队商讨投影内容。

当方案敲定之后,这家公司还会负责制作处理庞大的视频内容,通常需要4天的时间。直到比赛日的前几天,技术团队才会来到体育馆安装设备。由于设备的安装精确度要求非常高,要有极高的技术水平才能完成,所以,设备的安装通常都在球馆完全清空后的晚间进行。而到了比赛日,剩下的就只有操作了。操作员按下开关,整个表演便会按照预定程序开启。与我们在看到这种表演时所想像不同的是,在表演结束后,所有设备会被拆除,移动到下一个需要这种表演的场馆,也就是说,并不是每个主场比赛都能看到这种震撼的开场画面。值得一提的是,由于每次表演都需要耗费很多时间和人工,而这些设备的造价又大多不菲,所以每次表演的价格也十分昂贵,据一些内部人士透露,每次表演的价格大约在100万美金左右。

这种投影技术最让人好奇的便是其展现出来的震撼效果,而决定效果好坏的关键,除了强大的技术和设备,还有亮度和高清晰度。影像表演的主要因素有两个,一个是球场表面的颜色深浅,包括室内室外因素,另外一个就是周围环境中的光线。球场表面的颜色越浅,越能制造出理想的效果。而周围环境中的光线也有可能会毁掉表演效果。地板上所呈现的画面层次,主要就是依靠投影的亮度变换。而现在,这家公司除了在提高投影效果的同时,还希望让这项表演加入一些互动性,比如在一名球员出场时,能够在地板上营造出随身而动的火焰效果等。

除了让场内伴随火热的效果,NBA还希望能够在场外也营造出全方位的体验感受,而这种体验首先便是信息上的互动。2013年,苹果公司发布全新操作系统时首次推出了iBeacon,一项可以利用低能耗蓝牙技术向基站附近的智能手机用户发送通知的技术。iBeacon基站主要被部署在商场和体育场馆附近,这让球队可以在最快的时间里与自己的球迷和消费者产生互动。在NBA里,勇士队是第一个在主场使用这项技术的球队,在投入之初,他们主要向球迷发送欢迎信息以及球队的促销活动等。虽然这项技术看起来有点像短信群发,但其意义却远远不止这些,球迷可以利用这项技术办理座位升级、特殊优惠交易以及球队商品订购等服务。对于球迷来说,这项技术让他们在办理一些观赛事宜时变得更为方便了,而对于球队来说,这项技术则扩大了他们的影响力,拉动了球队周边商品的销售。

球员应用

无论比赛的转播方式怎么花样翻新,现场效果怎样震撼,球迷真正要看的还是比赛,而比赛的主体是什么?当然是球员。所以,当高科技覆盖了NBA之后,球员自然也被高新技术包围了,而这些技术在球员身上的应用,同样大大增加了球迷的观赛体验度。

要看一名球员在比赛之中是否表现优秀,数据是最直观的体现,而球迷也总是喜欢用数据来比较不同球员之间的高下,不过,很多球迷都不知道NBA中的数据是如何被统计出来的。那么,这些数据是从何而来的呢?

众所周知,数据统计依靠人力的时代早已经是老黄历了,在高科技的支持下,NBA的数据统计越来越科学。如今NBA采用的是一套名为SportVU的球员追踪技术。这套系统其实是利用了安装在球场各个角落的六台摄像机,以每秒25次的速度追踪球场上球员和篮球本身,并且将所有移动转化为可视视图,在所有的可视移动中生成可供参考的数据列表,其中的项目可不止得分、篮板、助攻这么简单,还包括球员的效率、球队在特定时间的得分、防守时的成功率、篮板率、盖帽率等等,这些都是在六台摄像机拍摄之后,由这套系统运算并生成出来的。

以SportVU对于勇士队的分析为例,在勇士队所有的比赛里,每次进攻所用的传球次数最多的20场比赛中,SportVU系统可以分析出勇士队每次进攻平均能够得到1.075分,并且在这些比赛里取得了16胜4负的战绩;而每一次进攻所用传球次数最好的20场比赛里,勇士队每次进攻平均只能得到1.053分,战绩也只有9胜11负。教练员在观察这些数据之后,会根据情况调整球队的进攻,提倡球员多传球。这些便是SportVU系统所能提供数据,以及这些数据所能起到作用的具体例证。目前在NBA里,多数球馆都安装有这套设备,所以,以后再看到一些特定的高级别数据时,别忘了,这些可都是来自于高新技术。

球员在场上有追踪他们数据的系统,而在场下,还有追踪他们身体状态的健康监控系统。Catapult系统,一家由澳大利亚公司专门开发的可穿戴式监控设备,这套设备可以装在运动员的运动服上,并且不会影响到运动员的动作表现,通过数据传输,可以实时监测、呈现运动员奔跑、跳跃、下蹲、转身等动作的幅度、数值,以及在做这些动作时的生理指数。这套设备最厉害的地方在于收集信息的及时和准确性,当设备开启以后,整套系统会以每秒1000次的频率收集并分析这些数据,然后实时传送到教练的电脑上。

对于教练和队医来说,这套系统最大的好处就是可以时刻监控球员的身体状况,从而根据情况安排队员的休息,减少他们在高强度的比赛中受伤的几率。从整体上看,这套系统保护了明星球员,大大延长了球员们的运动生涯,也让球队的战绩得到保证,从而让球队变得更有战斗力。当然,这套系统有时也会招致球迷的不满,像有一场比赛,勇士队根据Catapult的数据做出了包括库里在内的四名球员轮休的决定,可特意买了那场比赛球票,想要一睹球星风采的球迷却因此白花了票钱。值得一提的是,还有一位球迷甚至跑到了主帅史蒂夫·科尔的个人社交主页下留言:“今天是我儿子7岁的生日,我们花了250美金来看库里的比赛,结果却只能看到你把他摁在板凳上,还真是谢谢你呢,史蒂夫。”

当然,这还只是个别现象,从整体上看,这套系统的存在其实恰恰是保护了比赛的观赏性,毕竟没有伤病才是比赛好看与否的关键。

除了数据和健康监控,NBA还有对于球员技术动作的监控设备。ShotTracker,同样是一款可穿戴设备,但却是用来追踪球员投篮的系统。整个系统包括一个可以穿戴在护腕或护肘里的人体感应器,一个装在篮网之上的篮球感应器,另外还有配套的护肘或护腕以及根据设备设计出来的能够进行数据统计分析的手机软件。这套系统除了可以监控球员命中率之外,还可以监控球员的出手动作,投篮点位置等项目。联盟已经有很多射手都在使用这套系统帮助自己提高投篮水平,值得一提的是,这套系统的代言人正是以投射著称,水花兄弟之一的勇士队后卫克雷·汤普森。

公正系统

比赛的观赏性,球员的健康和技术动作都得到了高科技的支持,那么比赛的公平性自然也需要依赖新技术的支持。NBA裁判们使用回放录像判定执法的准确性已经不是什么新鲜事儿了,几乎每场比赛都会有这样的画面,裁判叫停比赛,来到技术台,抓过一台显示器,戴着耳机观看比赛回放,然后对刚刚的判罚做出最终判定。2014-15赛季,NBA耗资1500万美元建立了一座庞大的回放中心,这让裁判的判罚有了确实的根据。不过,这样一个庞大的系统是怎样运作的呢?

整个回放中心是与NBA29个赛场连接在一起的,一共设置了94台高清摄像机以监控所有比赛。在回放中心里,有20个专人把守的工作站,工作人员在这里注视着球场上发生的一举一动。回放中心有着强大的处理能力,每秒处理信息量高达3000亿比特,这种处理能力是什么概念呢?举个例子,整个美国国会图书馆里有超过1.58亿份大小不一的文件资料,而NBA回放中心想要将这些文件资料全部下载下来只需要30分钟的时间。

回放中心的运作模式是这样的:每一个回放中心的工作站都会安排专人实时监控比赛的进程,当有情况发生时,这位工作人员马上就会警觉起来。而在收到场内裁判发来信号,需要回看当时发生的情况后,工作人员便会将刚才发生状况时的所有视频资料搜集起来,剪辑成片段传送到比赛场的技术台上。然后,裁判再根据自己的需要观看视频片段,根据片段内容作出最终裁决。根据NBA的规定,可以调用回放中心的现场情况有15种,包括怀疑场上存在技术犯规的行为、球员之间发生了肢体冲突、压哨球、三分线附近投篮等等。在回放中心投入使用之后,NBA裁判的执法准确性确实得到了很大的提升,不过,与之相应的也产生了一些问题,观看回放导致比赛被中断,球迷观看比赛的连续性受到了一些影响。为此,NBA也出台了一些应对方案,包括对裁判观看回放界定时间等等。

除了回放中心这种大型的机构,裁判身上也有一些高科技产物存在。我们知道,裁判最大的特征就是脖子上挂着的哨子,不过可别以为那是随便在哪都能买到的哨子。NBA裁判使用的哨子中被安装了几个精巧的传感器,而这些传感器则是与计时器相连。当裁判吹响哨声时,球场内的计时器便会随之自动停止计时。这样比赛的时间便得到了精确的控制。而要恢复比赛时,裁判只需要轻轻按下装在腰带上的按钮,计时器便会恢复计时。

在科学技术日益发达的今天,已经拥有了诸多高科技支持的NBA仍然在探索之中,每个赛季,联盟都会让一些全新的高科技技术进入到比赛里,以提高比赛的质量,在不远的将来,这个已经奉献了诸多惊喜的联盟,会用科技让自己的精彩更加锦上添花。

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