谷愛(ài)凌U型池奪冠，這雙“眼睛”看得最爽！

2月18日，中國(guó)選手谷愛(ài)凌以第二輪95.25分的最好成績(jī)，獲得北京冬奧會(huì)自由式滑雪U型場(chǎng)地技巧賽冠軍，這是本屆冬奧會(huì)中國(guó)代表團(tuán)取得的第8塊金牌，也是她個(gè)人在本次冬奧會(huì)上取得的第2塊金牌，此前她已獲得一金一銀。

這項(xiàng)谷愛(ài)凌最擅長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，速度快、動(dòng)作變化多……U型場(chǎng)地滑雪攝影也素以難度大著稱。賽事要求運(yùn)動(dòng)員從一個(gè)25至30度的坡上滑下來(lái)，并做六七次跳躍動(dòng)作，如運(yùn)動(dòng)員在空中跳起時(shí)要抓板、翻轉(zhuǎn)。

裁判則根據(jù)動(dòng)作完成質(zhì)量評(píng)分，就連經(jīng)驗(yàn)最豐富的裁判也不可能完全憑借肉眼看清動(dòng)作。裁判如何精準(zhǔn)評(píng)分，這背后離不開(kāi)科技的助力。

在張家口云頂滑雪公園的U型場(chǎng)地滑雪賽道上，高山滑雪跟蹤拍攝系統(tǒng)始終抓拍著運(yùn)動(dòng)員，“隨時(shí)準(zhǔn)備著給他們一個(gè)特寫(xiě)鏡頭”?！案呱交┳詣?dòng)跟蹤拍攝系統(tǒng)”是北京市科委重點(diǎn)支持、北京理工大學(xué)光電學(xué)院教授董立泉課題組承擔(dān)的“科技冬奧”重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)。

“這是一個(gè)跨技術(shù)領(lǐng)域的集成化產(chǎn)品，在抗震、高低溫環(huán)境以及智能算法上有它獨(dú)特之處，目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)同類產(chǎn)品?！倍⑷嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

裁判員通過(guò)高山滑雪自動(dòng)跟蹤拍攝設(shè)備實(shí)時(shí)觀看比賽。 北京理工大學(xué)供圖

采訪時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員、北京理工大學(xué)教師褚旭紅剛結(jié)束張家口云頂滑雪公園戶外作業(yè)，冒著嚴(yán)寒走在雪地里。冰天雪地里，一陣大風(fēng)刮來(lái)，鏡頭一晃動(dòng)，畫(huà)面就會(huì)模糊。

高山滑雪跟蹤拍攝系統(tǒng)基于陀螺穩(wěn)定平臺(tái)，即便在有四、五級(jí)風(fēng)或有一定的震動(dòng)環(huán)境中，依然可以實(shí)現(xiàn)4K高清拍攝。

滑雪場(chǎng)的溫度低至零下三、四十度，普通的攝像機(jī)通常會(huì)在極端天氣下“罷工”，而高山滑雪跟蹤拍攝系統(tǒng)設(shè)計(jì)有密封圈、溫控加熱。“相當(dāng)于給攝像機(jī)做了一個(gè)恒溫箱，可以在-40℃至60℃之間正常工作?！北本├砉ご髮W(xué)光電學(xué)院博士生趙祺森說(shuō)。

而它最神奇之處還在于，智能識(shí)別運(yùn)動(dòng)員。雪道滑過(guò)來(lái)了一群人，有運(yùn)動(dòng)員、教練員、陪練，如何迅速找出運(yùn)動(dòng)員，這“難倒”了普通攝像機(jī)，就連攝影師也需要一些反應(yīng)時(shí)間。然而，通過(guò)算法，高山滑雪跟蹤拍攝系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別運(yùn)動(dòng)員，并快速進(jìn)行鎖定、跟蹤。

人臉識(shí)別并不神秘，但通常對(duì)實(shí)時(shí)性沒(méi)有過(guò)高的要求，比如用于海關(guān)的人臉識(shí)別雖然數(shù)據(jù)量龐大，但動(dòng)作常會(huì)有半分鐘的延遲。

項(xiàng)目組成員在前期調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，高山滑雪的雪道落差大、彎多，有時(shí)候接近直角彎，而運(yùn)動(dòng)員的速度最快高達(dá)130至140公里/小時(shí)，攝影師想要抓住精彩瞬間著實(shí)不易。

“這就對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有很高的要求，否則運(yùn)動(dòng)員下一秒已挪動(dòng)了位置，計(jì)算結(jié)果是無(wú)用的。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備的識(shí)別以及跟蹤是以毫秒計(jì)算的?！?/span>

褚旭紅告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，相比較競(jìng)速的高山滑雪，U型場(chǎng)地滑雪對(duì)動(dòng)作細(xì)節(jié)拍攝的要求更高，從20米至200米，10倍變焦保證畫(huà)面時(shí)刻清晰；自動(dòng)跟蹤的難度也更大，高山滑雪運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)曲線是自上而下，而U型場(chǎng)地滑雪的運(yùn)動(dòng)曲線不僅有上有下，還不時(shí)有躍起。有人把它比作“賽場(chǎng)鷹眼”，說(shuō)的正是它精準(zhǔn)的自動(dòng)跟蹤和識(shí)別功能。

“有了高山滑雪自動(dòng)跟蹤拍攝系統(tǒng)，我們恐怕要失業(yè)了?！痹谘討c國(guó)家高山滑雪中心，當(dāng)?shù)仉娨暸_(tái)攝影師打趣說(shuō)道。

從前拍攝高山滑雪，都是攝影師扛著攝像機(jī)漫山遍野去拍攝，路線長(zhǎng)、環(huán)境冷、費(fèi)體力，拍攝難度非常大。有了高山滑雪自動(dòng)跟蹤拍攝系統(tǒng)，只需在野外每隔150米架設(shè)一套自動(dòng)跟蹤拍攝系統(tǒng)，進(jìn)行“接力”拍攝，便可將高山滑雪運(yùn)動(dòng)員自山頂高速滑下的全過(guò)程盡收“眼底”。

攝像系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別并捕捉高速滑行的運(yùn)動(dòng)員，進(jìn)行全自動(dòng)跟蹤拍攝，再將信號(hào)傳至電視臺(tái)，整個(gè)拍攝過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，無(wú)須人工參與。這也就難怪?jǐn)z影師們發(fā)出如此的感嘆了。

冬奧會(huì)結(jié)束后，高山滑雪跟蹤拍攝系統(tǒng)依然大有用場(chǎng)。據(jù)董立泉介紹，這套系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)自動(dòng)識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，將來(lái)還可用在追捕邊境偷渡、油田偷油，要地防護(hù)、監(jiān)獄管理，或演播室跟蹤拍攝、大型運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所的搜索識(shí)別跟蹤等。

編輯 | 宗華
排版 | 志海