精彩的巴西世界杯正在如火如荼的進(jìn)行，這屆世界杯有不少新東西，譬如裁判員用來控制人墻距離的小噴壺。而最有科技含量的還是球門線使用的鷹眼技術(shù)。這是一個(gè)什么東西？為什么能從網(wǎng)球到足球，它是怎么工作的呢？會(huì)有什么應(yīng)用前景？

足球場上的球門線疑案

足球運(yùn)動(dòng)有球門和門線，而規(guī)則規(guī)定球必須整體越過了門線才算進(jìn)球。這就給裁判帶來了巨大的麻煩。

優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員踢出來的射門時(shí)速最高達(dá)150公里/小時(shí)，100公里/小時(shí)以上是家常便飯。在門線附件，打中球門橫梁立柱反彈，或者被守門員救出來的球，時(shí)間只有0.0x秒，而裁判往往在20米開外，要看清并且做出準(zhǔn)確判斷太難了。

所以球門線疑案層出不窮，最有名的是1966年世界杯決賽英格蘭打進(jìn)德國球門的那個(gè)球門線反彈球。那可是決定世界杯冠軍歸屬的球。

之后類似的球門線疑案也層出不窮，最近的就有2012年足總杯決賽。

鷹眼技術(shù)的原理

其實(shí)鷹眼技術(shù)的正式名字叫即時(shí)回放系統(tǒng)，2001年發(fā)明。它的發(fā)明是3D技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。（當(dāng)年的3D顯卡大戰(zhàn)正酣）。

鷹眼技術(shù)通過多部攝像機(jī)，從多個(gè)角度拍攝比賽場地。（網(wǎng)球是8部到10部，足球是14部），然后對(duì)場地建立精確的3D模型，精確到毫米。

足球也好，網(wǎng)球也好，羽毛球也好，攝像機(jī)都捕捉到圖像，然后計(jì)算其在3D模型中的坐標(biāo)。

我們知道，人眼有兩只，可以形成立體感，確定距離遠(yuǎn)近。而攝像頭越多，被遮擋的概率越小，對(duì)坐標(biāo)的判斷越精確。

因?yàn)榍蚴歉咚龠\(yùn)動(dòng)的，要精確判定運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，必須間隔很短的時(shí)間，所以這種攝像機(jī)的拍攝高達(dá)2000幀/秒。保證每一幀之間的坐標(biāo)位移很小，這樣就可以精確重現(xiàn)球的運(yùn)行路線。達(dá)到軌跡跟蹤的目的。

從攝像機(jī)中的圖像到3D模型中的坐標(biāo)，一方面需要攝像機(jī)有比較高的分辨率，另外一方面需要計(jì)算機(jī)通過算法即時(shí)完成轉(zhuǎn)換。

最后，把這個(gè)3D模型的軌跡跟蹤，通過影像方式回放出來，展示給觀眾和裁判，完成精確判罰。

鷹眼技術(shù)的前景

目前，因?yàn)閿z像機(jī)、專利、算法的因素，這套系統(tǒng)價(jià)格還比較高，不能大規(guī)模普及到生活應(yīng)用之中。但是隨著摩爾定律，價(jià)格最終應(yīng)該不是問題。

其實(shí)，這套東西的原理和體感游戲基本類似，前幾天發(fā)布的亞馬遜手機(jī)能夠跟蹤手機(jī)使用者的頭部也是同樣的原理。

如果能結(jié)合智能算法做人工智能的識(shí)別，這套系統(tǒng)用途可以擴(kuò)展的非常廣闊。。

在操控方面，鷹眼技術(shù)可以精確記錄人的動(dòng)作軌跡，算法可以判斷人的意圖，像《少數(shù)派報(bào)告》中一樣的計(jì)算機(jī)操控方式很容易實(shí)現(xiàn)。

在醫(yī)療領(lǐng)域，多個(gè)角度的透視技術(shù)3D成像可以準(zhǔn)確判斷出病人的病變位置，并指導(dǎo)醫(yī)生的操作。甚至可以讓機(jī)器人來完成手術(shù)。

在體育運(yùn)動(dòng)上，可以輕易跟蹤一個(gè)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)行軌跡，記錄其習(xí)慣的活動(dòng)區(qū)域和習(xí)慣動(dòng)作，做針對(duì)性布置。

在軍事領(lǐng)域，多個(gè)角度的雷達(dá)，或者光學(xué)觀測，可以對(duì)戰(zhàn)場3D建模，精確確定敵方目標(biāo)的位置并加以打擊。

鷹眼技術(shù)不僅僅可以用來解決球門線冤案，它的原理擴(kuò)展出去前途無量。

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