北京时间 7 月 28 号，中日之间再次睁开了金牌争取战。
肖若腾在小我私人万能竞赛中的显示靠近完善，重新到尾爽性利落，最后时刻也是稳稳落地，日本选手桥本大辉跳马动作失误，一只脚出界，裁判给了 14.700 分，最终桥本大辉获得金牌。
有网友心有不甘，心痛“站不稳的日本人抢了靠近完善的肖若腾的金牌”，打气“肖若腾，你就是冠军”。
现在的我们，可以通过全方位的照片对比、视频对比，第一时间得知竞赛情形，为选手打行侠仗义。
但在历史长河中，曾经我们甚至不能在第一时间知道竞赛效果，更谈不上实时对比。
只管科技不能保证绝对的公正、公正，但它简直让我们一步步靠近这个奥林匹克精神之一。
回首已往，1900 年巴黎奥运会百米冲刺赛场上，来自美国的选手贾维斯，以领先第二名一只脚获得冠军。
之以是泛起这种新鲜地裁判方式，是由于那时裁判手段还不足以测出运发动之间的时间差，以至于裁判不得不把脸贴在终点线上，肉眼观察谁的脚先过线。
之后计分、计时系统手艺不停提高，时至今日，奥运会的纪录都准确到了小数点后的好几位。
一部奥运历史，也是一部手艺迭代史，突破人体极限的背后，也是手艺的推翻性创新。
而在 125 年的历史中，无论是计时、计分照样赛事转播，随着时间的推进，摄影手艺、摄像手艺、盘算机视觉都在差异节点起到了至关主要的作用。
本文，将以计时、计分系统和奥运会赛事转播方式的转变为镜头，穿越时空隧道，举行一次跨时代交流。
一步步从「人工」进化到「智能」
1896 年雅典奥运会，一把火炬，一双眼睛，一场平地组成了现代奥运会的劈头。
只管条件简陋，但希腊人对这次大会显示出了极大的热情，出席开幕式的观众达 8 万人，这一数字直到 1932 年洛杉机奥运会才被突破。
奥运会上，美国运发动托马斯・伯克以 0.2 秒的微弱优势获得了 100 米决赛的冠军。
这个令人印象深刻的数据是若何得知的？由于那时的秒表手艺，一秒钟被分为 5 份举行纪录，只能计时到 0.2 秒。
同时，对这届奥运会寄予厚望的雅典人民，因在田径赛中连一块金牌都没拿到，在最后一个马拉松项目中，雅典市民险些倾城而出为运发动加油，当希腊运发动路易斯第一个跑到终点时，整个雅典都沸腾了。
但由于信息流传手艺的限制，这一激悦耳心的时刻只保留在那时的雅典，直到半个月后，位于大洋彼岸的其他国家才从报纸上获得相关新闻。
1896 年希腊雅典奥运会马拉松竞赛
1900 年法国巴黎举行第二届奥运会（那时并未称为奥运会，赛后由国际奥委会追认）。
美国弗朗西斯・贾维斯在 100 米预赛中创下 10 秒 8 的奥运会纪录，这一成就直到 1924 年奥运会再次在巴黎举行时，才被英国哈・亚伯拉罕突破，据悉，哈・亚伯拉罕在竞赛竣事后约莫一个月，才收到邮局寄来的奖牌。
那时摄像手艺已经泛起，1900 年的奥运会上，生物力学鼻祖艾蒂安・朱尔斯・马雷 (Etienne Jules Marey) 首次使用计时摄影拍摄参赛者。
计时摄影是一种通过多帧捕捉运动的摄影手艺，随后可以像动画一样重现动作，从而能够剖析运发动的运动。
但那时只能捕捉的奥运健儿的身影，只有不到 1 秒的几帧画面。
这里不得不提一个故事。
18 世纪时期的画家笔下的奔马大多姿态机器、一模一样，于是 1872 年，美国前加州的州长利兰德・斯坦福与别人赌博，赌注是马的四个蹄子在奔跑时是否同时脱离地面。（对，就是厥后开办了斯坦福大学的利兰德・斯坦福）
他们找来摄影师埃德沃德・迈布里奇，于是迈布里奇沿着赛马道旁部署了一系列照相机，每台摄影机的快门都是细线毗邻到路劈面的木桩上，在马奔跑时依次触发快门，相机就能延续拍下马的步态。最终摄影师确定，马在奔跑时马蹄不会同时悬空。
这就是影戏的降生，也是第一个详细纪录运动历程的文件。
值得注重的是，女性首次作为参赛者加入是在 1900 年的奥运会上，突破了古代奥运会和现代第一届奥运会不许女子加入的禁令。
而由于同年巴黎也举行了天下展览会，风头完全盖住了奥运会，使得本届奥运会黯然失色。
1908 年伦敦奥运会时，影戏院已经成熟，那时有影戏院派人去奥运会现场拍摄，然后做成录像，人们可以走进影戏院，以录像的形式回首赛事，虽然会有几个月的时间差，但人人终于可浏览运发动的动态英姿。
而且，1908 年伦敦奥运会首次实现了实况广播，不外仅限于 200 米、400 米、800 米田径竞赛。
1908 年第 4 届伦敦奥运会，男子 400 米游泳冠军亨利・泰勒（Henry Taylor）穿着一件连体泳衣。
上文提到的两个美国人的赌博还促成了一件大事。
迈布里奇在拍摄奔马时所用的细线就被称为“迈布里奇线”，这条线给了田径竞赛启发，被运用在 1912 年的斯德哥尔摩奥运会上，即冲线带的发现。
在此之前，赛跑效果需要依赖终点评判员的肉眼，在运发动到达终点的时刻按下秒表。
这使得竞赛效果难以准确，而迈布里奇线可以让线的一端毗邻计时钟，第一个运发动冲过终点时，撞断的冲线带就可以快速地停下计时钟。
除了冲线带，本届奥运会首次使用了电子自动计时系统和赛事广播系统，对赛场裁判机制有了突破性的提升。
1924 年巴黎奥运会，浪漫的法国人做了第一个敢吃螃蟹的人。
那时的欧洲履历了一战的创伤，需要奥运会这一全民介入的流动重整士气。
但那时报纸仍是赛事流传的主力，被拒之场外的巴黎广播电台记者想出一个妙招：将转播装置捆在一个热气球上，一名记者则坐在气球吊篮里，在体育场上空举行现场解说。
惋惜天风不作美，仅仅几分钟大风就把气球吹离了赛场，这次的实况转播最终宣告失败，但手艺刷新的曙光已经展现：首次让人们用报纸以外的方式领会奥运。
到了 1928 年阿姆斯特丹奥运会，高速摄像机最先应用，协助评判员以慢速重播的图像举行赛事裁决。
在此之前的 1925 年，一个叫贝德尔的英国青年想要捣鼓点什么，他行使旧无线电器材、糖果盒子、自行车灯透镜、旧电线等废旧质料，制作出天下上最原始的传输图像的机械式电视机。
约翰洛吉・贝尔德与其发现的第一台机械式电视机
虽然整个历程只能实现信号的实时流传，但他的发现最终被写进了历史书，这位名叫约翰洛吉・贝尔德青年也被称为“电视之父”。
不外这一发现存在两个瑕玷，一是画面内容流传的距离限制，二是传输质量很差，影像模糊，但作为那时顶尖的科技，在不停改善后，应用在 1936 年奥运会上。
1936 年柏林奥运会，首次实现电视转播，观众能够在电视上围观奥运会，眼见奥运竞技影影绰绰的模糊图像。
那时德国电视台用三部摄像机纪录了那届奥运会，每个摄像机重 200 公斤，光是替换镜头就需要 4 名事情职员。直播时，只有一个摄像性能用，还必须在光线足够强烈的情形下，另两个摄像机转播时有 65 秒钟的延迟。
因手艺不完善，电视信号只能被流传到以柏林市中央为半径的十五公里内，不外也有跨越 16 万观众收看了电视转播。
到了 1948 年伦敦奥运会，有跨越 100 台电视可以旁观奥运会，虽然这对那时伦敦 800 多万常住人口显得微不足道，但奥运会的影响随着转播手艺的突破不停扩大。
前文提到的冲线带实在也有不足，除了计时不够准确，若是运发动没有冲断线的话，表不会住手计时，这一问题在 1948 年获得解决。
1948 年伦敦奥运会引入第一台终点摄像机“魔眼”，由欧米茄 (Omega) 研发，这一手艺在该届奥运会田径项目男子 100 米决赛上一战成名。
1948 年 Omega 在伦敦推出“魔眼”照相机
那时两名美国运发动哈里森・迪拉德和巴尼・尤厄尔均以 10.3 秒的成就完成竞赛，通过查看终点摄影机，最终判断哈里森获胜，魔眼的泛起也让冲带线、人眼与秒表连系的裁判方式逐渐退出历史舞台。
实在，在 1932 年洛杉矶奥运会上，Omega 就辅助奥运会把计时精度从 1/5 秒提高到 1/10 秒。
1952 年赫尔辛基奥运会引入了革命性的终点实时摄影机系统，径赛的裁判可以第一时间判断运发动冲过终线的顺序，无需再等上几十分钟的成像。
1956 年的墨尔本奥运会上，迫于财政压力，国际奥委会终于最先把电视转播权作为版权来出售。
此前为了保证奥运会被更多观众看到，奥运会都免费向广播公司和电视台授权，不收取任何转播用度。
有报道称，1948 年 BBC 在转播伦敦奥运会体育赛事后自动提出象征性地支付 50 英镑用度，但被国际奥委会拒绝了。
然后那时财力雄厚的美国三大广播公司并不买账，整体抗议版权售卖，但当举行方透露转播权只会出售给其中一家的新闻时，三大公司前一秒还统一战线，下一秒就争得头破血流。
1956 年虽然实现了转播，但依然是通过现场录制好，再将录像带运回海内播放的传统方式。
仅过了 8 年，1964 年东京奥运会接纳通讯卫星与海底电缆举行转播，乐成举行了奥运会全球直播，这也让熬夜看竞赛成为跨越时代的影象。
同时，本届奥运会首次使用了电子盘算机和电动计时装置协助裁判事情，于是才有了 1988 年汉城奥运会 100 米蝶泳决赛时，苏里南选手安东尼・康拉德・内斯蒂以 0.01 秒的优势夺金。
1972 年慕尼黑奥运会，首次展现了盘算机系统的壮大性能，安置在盘算机中央的五台电脑可以同步处置多项竞赛的数据，仅需几秒钟即可统计出各项竞赛的效果。
1992 巴塞罗那奥运会也突破性地制作数字电视信号，是史上首次使用高清数字电视转播的奥运会。
到了商业化最乐成的 1996 年，亚特兰大奥运会第一次使用互联网的方式直播了开幕式，扩大了奥运文化在天下局限内的影响。
2004 年雅典奥运会，性能更优异的终点摄影机每秒可以抓拍 1000 张照片，以及那时已经泛起的 3G 上网手艺，同时为中国人民纪录下了刘翔夺冠的名贵瞬间。
等进入了互联网时代，2008 年北京奥运会，基于光纤通讯手艺和数字手艺，中国首次向全天下提供了高清的转播信号，真正实现了全民介入。
那场震撼的开幕式，让中国实现了向全球传送无压缩版的直播画面突破，延迟只有几十毫秒，甚至能够做到实时互动。
北京奥运会还在网球比中引入了电子线评判手段 —— 鹰眼。
“鹰眼”是“即时回放系统”，由 8~10 个高速摄像头、电脑和大屏幕组成，最早在 2006 年的大满贯赛事美网最先使用，运发动每盘有两次时机申请“鹰眼”仲裁。
鹰眼使用球场上的摄像机网络来跟踪球的轨迹，并使用建模手艺来展望球在球场上的落点，使评判能够高度准确地检测到球是在球场内照样球场外。
以网球竞赛为例，在竞赛最先前，由盘算机将赛场内的立体空间划分成毫米级的丈量单元，安放在差异位置和角度的高速摄像机全息捕捉网球运动的基本数据，盘算机行使这些数据天生三维图像，最后行使电脑成像手艺，重修与合成网球航行轨迹的三维图像并显示在大屏幕上。
整个历程用时不到 10 秒，其准确性却是人眼无法对比的。
2012 年伦敦奥运会，伦敦引入了量子计时器，赛道起跑器首次实现完全电子化，能够丈量到百万分之一秒的精度，同时社交网络兴起，3D 转播手艺第一次在奥运赛场获得实践。
2016 年里约奥运会，终点摄影机每秒可抓拍张数已经高达 10000，8K 清晰度的转播与 VR 手艺的使用让电视转播让天下各地的观众在家也能身临其田地体验赛场上主要猛烈的气氛。
此外，射箭竞赛首次使用电子靶统计环数，内置的先进的传感器系统可以准确定位箭头的位置 0.2 毫米，并立刻显示比分。
同时，里约奥运会还首次使用 GoalRef 手艺用于足球检测，足球内置芯片，球门柱和横梁上的传感器检测足球何时完全越线。
首个没有现场观众的云上奥运
时间来到 2021 年东京奥运会，东京奥运会首次接纳云上转播。
“科技感”，是东京奥运会从最初就立下的理念。
只管延期和空场让日本经济损失惨重，疫情控制问题在弦，诸多不尽人意中，今年的奥运会，依然科技感十足。
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老同伙 Omega 孝顺 AI 视觉手艺
奥运会老同伴 Omega 在此次奥运会的游泳、体操和沙滩排球等项目中使用盘算机视觉和运动传感器。
以排球竞赛为例，Omega 通过基于盘算机视觉手艺的摄像头，追踪运发动和球。
通过运发动衣服上的陀螺仪传感器，每秒网络和剖析约 2000 组数据，包罗跳跃的高度、速率、扣球方式的转变、球的航行路径等，当数据处置完毕，这些信息会在不到十分之一秒的时间内被传输给广播公司，并显示在大屏幕上。
球员多、球速快，运发动跑位与战略手艺差异，模子训练和应用都极其庞大，Omega 花了 4 年时间，训练 AI 识别无数种击球类型。
最具挑战性的一项是 AI 在摄像机在球被遮挡的情形下无缝、准确地跟踪球的轨迹。
即在球被遮挡时，追踪并展望球的去向，球再次泛起出，重新盘算被遮挡时代的数据，这种对球的追踪在 AI 判断竞赛历程中至关主要。
Omega 连系图像和运发动身上的传感器，基于盘算机视觉的 AI，使得纵然球飞出摄像头画面，可凭证数据自动补全缺失部门。
Omega 声称，由于传感器和多个摄像头以每秒 250 帧的速率运行，其沙滩排球系统的准确率到达 99%。
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机械人服务队
日本是天下上机械人手艺最先进的国家之一，是名副实在的机械人大国，今年东京奥运会，日本也简直在秀了一把肌肉。
东京奥组委在 2019 年宣布《2020 年东京奥运会机械人设计》，与松下、丰田等公司生产差异用途的机械人，如人类支持机械人、递送支持机械人和助力外骨骼装备。
东京的奥运村的大部门事情被机械人包揽，有巡逻检查、紧要支援等维安作业的警卫机械人；有肩负扛行李、送快递、捡垃圾等粗重活的服务机械人；有在机场定点站岗的机场旅行机械人；有连系手机、摄影、导览多功效的随身机械人。其中外骨骼装备，可以大大减轻体力工人的腰部肩负，最多可减轻腰肌 40% 的负荷。
各大机场和旅店也配备了警卫、翻译、清扫、迎宾、配送等功效的机械人。
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AI 裁判、智能评分系统
竞技体育是盘算机视觉又一主要落地场景。
本届奥运会接纳的是富士通的 AI 评分辅助系统，AI 评分系统将用于单人体操项目，该系统首次在 2019 年天下体操竞赛。
据日本 NHK 报道，AI 评分系统通过向选手身体及其周边 200 万处投射红外线，追踪选手动作，并实时完成三维立体图像，并对运发动的旋转、扭动等动作做出剖析和打分。
AI 裁判作为盘算机视觉落地的场景，时空动作检测是其中异常主要的手艺。
除了对运发动显示打分，在球类领域，时空动作检测手艺还可连系 Re-ID 手艺，对每位球员举行手艺统计。
例如在篮球中若是一小我私人接到队友传球之后没有任何其他动作直接投篮乐成，则记为传球队友的一次助攻，若是一小我私人在投篮时有人来滋扰投篮，那么这个投篮的难度指数会随着滋扰投篮人数的增多而增大，这位球员乐成后投篮手艺评估则会更高，这些为制订训练设计、竞赛战略和俱乐部之间球员生意提供信息，同时也可用于竞赛解说、特效制作等。
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3D 运发动追踪
据悉，英特尔给今年的奥运带来了 3D 运发动追踪手艺。
在短跑领域，该系统通过 4 个可移动的摄像头拍摄运发动冲刺，内置算法对每个运发动举行剖析，再通过 3D 视觉实时叠加动态图层。
出现出的功效，是我们在直播中看到每个跑道上运发动死后的彩条，不停转变颜色出现运发动的情形转变。
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AR、VR、3D 全息投影、人脸识别、5G
日本通讯运营商 NTT 示意，竞技场上安装了多个摄像头追踪运发动的动作，再将图像传输到差其余位置实时显示 3D 全息图的装备。
英特尔基于赛道、拳击场、沙滩排球等奥运场馆确立了 VR 模子，摄影舱内安装了至少 12 个摄像头，戴上 VR 头盔后可以获得前排位置的视角。
云云，AR、VR、3D 全息投影等手艺将一齐带来全新观赛体验。
东京奥运会还接纳了人工智能面部识别系统，是人脸识别手艺首次在奥运会上应用。
高速、低延时的 5G 手艺应用在风帆、游泳和高尔夫球等项目。
例如，在风帆赛事中，行使无人机拍摄的竞赛视频通过 5G 网络传输到现场的大屏幕上直播，在游泳赛事中，观众配备支持 5G 网络的智能眼镜，观众可看到运发动和竞赛等数据。
此外，另有无人驾驶出租车、8K 高清分辨坦白播，AI 系统缓解人流拥堵。
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云上奥运
与往届奥运会差异，本届奥运会首次接纳了云盘算直播，完玉成球云上转播，这背后是阿里云支持。
以往，现场报道奥运会需要建设重大的媒体中央，筹备演播室，并暂且部署专门的远程转播基础设施，包罗大规模外部转播装置、编辑套件和网络毗邻。这一历程耗时颇长、斥资不菲，在奥运会使用竣事后，还需划分拆卸并运回各国。
本届奥运会接纳的 OBS Cloud 平台，以云盘算和人工智能为基础，转播中央占地面积缩小 25%、现场转播事情人数目削减 27%，报道及转播模式被极大简化，通过“云”端向所有持权转播商分发赛事影像，导播、制作、剪辑、字幕等事情同样可以在“云”上完成。
云直播将带来更低延迟上传、更快编辑和流式传输方面的效率，同时，为期 17 天的奥运会，OBSCloud 将播放跨越 9500 小时的体育赛事，首次以超高清、高动态局限制作奥运内容，能够提供比“尺度高清花样”厚实四倍的细节。
总结
早期的奥运会中，赛跑的跑道是用煤渣铺成的，运发动在准备起跑之前先要在起跑线后面挖一个坑，叫做“起跑穴”。
跳高竞赛则需要在横杆上搭一块白毛巾，目的是为了让运发动能看清横杆的高度。
现在，煤渣路酿成了塑胶跑道，轻盈而富有弹性的玻璃纤维、碳纤维取代了坚硬繁重、没有弹性的木杆。
奥运科技是什么？
有人说是，柔韧度更高的撑杆、能在水中呼吸的泳衣、抵制风阻的身体贴片、种种千奇百怪的高科技鞋。
有人说是药物检测手艺（反兴奋剂），生物标志物测试、同种型测试、RNA 检测等袭击作弊。
有人说是从纸笔到电子屏，从人眼到鹰眼，从土地到橡胶跑道。
奥运会背后的科技迭代，包罗但不限于以上部门，涉及太多科技高光。来自天下各地的顶尖科技，在这一盛会上上演。
最初，顾拜旦的目的是通过提倡体育精神来教育法国人民，但现在，奥运会的意义已经远超当初的预期。
从模糊不清到高清画质，从是非相片到彩色视频，从报纸观赛到网络直播，从肉眼判断到庞大的 AI 系统，从控制室到重播屏幕再到移动转播车到云上直播。
众人每拿起一次奥运会的万花筒，看到的是数字与人类社会的融合，看到的是数字代码的排列组合和一次次科技高光。
而我们，也希望未来的奥运会，除了更快、更高、更强的人体极限突破，还能够抵达真正的公正、公正。
