球门线不再有冤案--说说鹰眼技术

精彩的巴西世界杯正在如火如荼的进行，这届世界杯有不少新东西，譬如裁判员用来控制人墙距离的小喷壶。而最有科技含量的还是球门线使用的鹰眼技术。这是一个什么东西？为什么能从网球到足球，它是怎么工作的呢？会有什么应用前景？

足球场上的球门线疑案

足球运动有球门和门线，而规则规定球必须整体越过了门线才算进球。这就给裁判带来了巨大的麻烦。

优秀运动员踢出来的射门时速最高达150公里/小时，100公里/小时以上是家常便饭。在门线附件，打中球门横梁立柱反弹，或者被守门员救出来的球，时间只有0.0x秒，而裁判往往在20米开外，要看清并且做出准确判断太难了。

所以球门线疑案层出不穷，最有名的是1966年世界杯决赛英格兰打进德国球门的那个球门线反弹球。那可是决定世界杯冠军归属的球。

之后类似的球门线疑案也层出不穷，最近的就有2012年足总杯决赛。

鹰眼技术的原理

其实鹰眼技术的正式名字叫即时回放系统，2001年发明。它的发明是3D技术和计算机技术进步的结果。（当年的3D显卡大战正酣）。

鹰眼技术通过多部摄像机，从多个角度拍摄比赛场地。（网球是8部到10部，足球是14部），然后对场地建立精确的3D模型，精确到毫米。

足球也好，网球也好，羽毛球也好，摄像机都捕捉到图像，然后计算其在3D模型中的坐标。

我们知道，人眼有两只，可以形成立体感，确定距离远近。而摄像头越多，被遮挡的概率越小，对坐标的判断越精确。

因为球是高速运动的，要精确判定运动坐标，必须间隔很短的时间，所以这种摄像机的拍摄高达2000帧/秒。保证每一帧之间的坐标位移很小，这样就可以精确重现球的运行路线。达到轨迹跟踪的目的。

从摄像机中的图像到3D模型中的坐标，一方面需要摄像机有比较高的分辨率，另外一方面需要计算机通过算法即时完成转换。

最后，把这个3D模型的轨迹跟踪，通过影像方式回放出来，展示给观众和裁判，完成精确判罚。

鹰眼技术的前景

目前，因为摄像机、专利、算法的因素，这套系统价格还比较高，不能大规模普及到生活应用之中。但是随着摩尔定律，价格最终应该不是问题。

其实，这套东西的原理和体感游戏基本类似，前几天发布的亚马逊手机能够跟踪手机使用者的头部也是同样的原理。

如果能结合智能算法做人工智能的识别，这套系统用途可以扩展的非常广阔。。

在操控方面，鹰眼技术可以精确记录人的动作轨迹，算法可以判断人的意图，像《少数派报告》中一样的计算机操控方式很容易实现。

在医疗领域，多个角度的透视技术3D成像可以准确判断出病人的病变位置，并指导医生的操作。甚至可以让机器人来完成手术。

在体育运动上，可以轻易跟踪一个运动员的运行轨迹，记录其习惯的活动区域和习惯动作，做针对性布置。

在军事领域，多个角度的雷达，或者光学观测，可以对战场3D建模，精确确定敌方目标的位置并加以打击。

鹰眼技术不仅仅可以用来解决球门线冤案，它的原理扩展出去前途无量。