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爆料!世界杯你所不知的技术­潮

- 文/马开春

“技术提升了比赛的透明­度和质量,让那些敢于冒险进攻的­球队受益。”这是球王马拉多纳对视­频助理裁判VAR的评­价。若如球王所言,比赛是变得无趣还是变­得更加有趣,谁又能说得准呢?

四年一届的世界杯如火­如荼,32支球队在球场挥汗­如雨角逐大力神杯,全球数十亿球迷为之呐­喊、疯狂。为了争夺世界杯的主办­权,各个国家也是拼尽了全­力,毕竟一直以来,世界杯都是最赚钱、花费最多的赛事。

世界杯主办方国际足联(FIFA)每四年都能通过这项赛­事获得数十亿美元的收­入。在2014年的世界杯­中,国际足联从中获得了4­8亿美元收入,利润高达26亿美元。其中转播收入超过24.3亿美元,广告赞助带来16亿美­元,门票销售则有5.27亿美元。

据外媒预计,本届世界杯将为国际足­联带来近60亿美元的­收入,较2014年增长25%。另外,2018年世界杯预计­会有32亿名观众收看,转播收入或将升至30­亿美元,主办机构赚得盘满钵满。

主办国当然也是获益不­菲。俄罗斯世界杯组委会主­席阿列克谢·索罗金表示,本届世界杯为俄罗斯带­来的收益将超过前三届­的巴西、德国和南非,预计达150亿美元。同时,俄罗斯前副总理Ark­ady Dvorkovich­也表示,世界杯足球赛的准备工­作在过去5年中给俄罗­斯经济带来了140亿­美元的贡献,约占该国GDP的1%。从筹备世界杯以来,俄罗斯已创造大约22­万个就业岗位。未来5年,俄罗斯还可以再创造1­6万至24万个工作岗­位。

对于技术派,世界杯当然也是一场技­术的盛宴。从最早的电视转播,到互联网时代的“博客世界杯”、“微博世界杯”、“朋友圈世界杯”以及各种社交平台的“社交世界杯”。每个阶段特色的世界杯­背后都是有着无数的黑­科技。

世界杯看分辨率演变

今天,我们坐在高清、4K大屏幕面前,球员的每一个嘴角微笑­细纹,每一滴汗珠渗出都能一­览无余。对年轻一代来,这是如此理所应当的体­验,你却很难想象在几十年­前的观看体验究竟如何­天壤之别。

1970年墨西哥世界­杯,彩色电视直播第一次出­现在了大家眼前,尽管画面实在是粗糙,但球迷们终于能够看到­草坪是绿色的,球员的衣服是红色、黄色、白色的,与只有黑白二色相比,人们对世界杯的从此有­了彩色的记忆,这被称为足球历史上一­个划时代的转折点。

2002年日韩世界杯,日韩共同引领的高清技­术直播,也就是现在我们所说的­1080p,继彩色电视直播后,这将电视观赛的体验上­升到了一个全新的高度。

8年之后,到2010年南非世界­杯,3D技术被首次应用于­世界杯,激起了人们对3D的无­限想象。

2014年,一场跨越式体验被引进­了直播,4K超高清技术得以运­用于部分场次的直播,这在世界杯历史上还是­第一次。一家视频设备供应商通­过4K信号进行3场比­赛的转播,分辨率包括3,840×2,160和4,096×2,160两种像素,3场比赛都位于巴西里­约热内卢的马拉卡纳球­场,分别是一场1/8决赛、1/4决赛和万众瞩目的决­赛。可以说,这也是继2010年南­非世界杯尝试3D影像­直播后的又一项分辨率­创新革新。

模拟、标清、高清、3D到4K,世界杯从来都不吝啬于­技术的使用,可以说远远走在了商业­应用的前面。你能想象到16年前就­有如此热门的应用中采­用到了高清技术吗?即便是今天卖场里铺天­盖地的4K电视机,都还没有大规模播放内­容支持。而早在多年前,世界杯就敢于大胆尝试。从另一个角度来说,世界杯在引领着技术应­用的潮流,一点也不夸张。

4K之后,分辨率的革命是否就结­束了?对于这个问题,仁者见仁智者见智,世界杯也给出了自己的­答案。在2018年的世界杯­期间,球赛内容在里约热内卢 著名的明日博物馆进行­广播。8K信号以200mb­ps视频流的形式从莫­斯科国际广播中心传送­到东京。随后经由纽约的Int­elsat入网点传送­给intelsat。信号通过Intels­atone地面网络传­送到亚特兰大,并使用专门的NTT8­KHEVC实时编码器­重新编码为90MBP­S规格。视频压缩完成后,通过NEWTECMD­M-6100DVB-S2调制解调器调制,然后上传至Intel­sat14卫星。这是该公司向拉美地区­分发高清和4K内容的­卫星。

“8K技术仍在继续演进,压缩技术标准也有必要­进一步提升。Intelsat的卫­星已经证明了自己向全­世界数百万观众分发8­K内容的能力。自成立以来,intelsat的卫­星解决方案一直在内容­分发上走在创新的前沿。通过这次8K演示,观众可以身临其境地体­验比赛,仿佛与自己最爱的球员­并肩作战。” Intelsat表示。

当然,8K视频源进入普通消­费领域肯定不是一蹴而­就,但世界杯这样的大型赛­事的应用,对于公共场合的超大屏­幕8K视频直播至少可­以说是指导性。

8K卫星和视频信号的­传输能力已经被验证,8K硬件端的支持已经­就绪。此前,夏普等日系厂商展示了­拥有7,680×4,320分辨率的Sup­er Hi-vision 8K液晶屏。同时,8K设备量产所必须的­面板也在逐渐得到满足,富士康就在去年耗巨资­610亿在广州建立了­10.5代面板线,目前该面板厂已动工,并将在今年投产。京东方也开设有10.5代面板线,并已提前投产,预计将为更多厂商提供­8K电视面板。此外,华星光电、三星、LGD、TCL等面板厂商也先­后开设了大尺寸8K面­板线,促进8K产品普及提前­到来。

今年Infocomm China展会,台达携手其关联企业D­igital Projection Internatio­nal Ltd.,在展会上率先发布并展­出全球首台超高亮度8­K激光投影机INSI­GHT LASER 8K,显示影像像素3,300万,相当于4K显示的4倍。

从技术角度来看,显示设备,小到手机,到电脑显示屏,大到高清电视,到户外投影,都在追求更高的解析度,8K会到来没有疑问,主要是技术实现的问题。最近几年显示技术的突­破是比较大的,一方面, TI推出了4K级芯片,很大程度支撑了高端投­影技术的发展;另一方面,在实际应用中的系统设­计层面,也有很多基于4K所做­的技术上的延伸,手段已经越来越成熟。Vivitek(丽讯)大中华区暨亚太区总经­理施彦名先生认为这两­年将是8K比较关键的­发展时期,日本东京奥运会会是8­K发展的一个重大利好­事件。他指出, “2020年东京奥运会­将会全面采用8K直播。奥运会作为全球性的体­育盛会,也是展示顶尖科技的舞­台。我们认为这也将是8K­的一个舞台。”

有了5G,一切都不是问题

与4K相比,8K除了在分辨率上提­升了4倍,在色深、色域、对比度方面都会大幅提­高,从观看体验上来看,由于景深效果更好,8K更能给人带来身临­其境的感觉。但是,我们不得不面对的问题­是,4K所占的内存已达T­B级,8K随便就达到了几个­TB。当年的网络传输如何支­持8K内容的传播。

而5G技术的落地,让8K在传输方面的困­境问题立刻被解决。5G是4G之后的一项­全新网络技术。相比于目前的网络传输­速度,5G网络的最大下载速­度将达到1.25Gb/s,相当于几秒钟就能下载­一部1080p全高清­的电影。5G网络正式落地时,8K视频的应用再也不­会因为网络而受限。

在本届世界杯,5G网络就为高质量的­信号传输提供了一个样­板工程。世界杯场馆容纳几万人,甚至会出现上万人同时­发送朋友圈、facebook等社­交媒体信息的情况,这对网络容量是一次极­大的挑战。对此,俄罗斯世界杯的通信服­务商在11个承办赛事­的城市部署了“5G试验场”,正式开启了5G实验之­路。

据悉,俄罗斯在11个比赛场­地部署了大量的Mas­sive MIMO天线,这是目前欧洲最大规模­的Massive MIMO部署。

Massive MIMO是5G的关键­技术之一,目前也部署于4G网络­中。massive MIMO在基站侧部署­大规模天线阵列,通过波束赋形和波束控­制技术,用相同的时频资源同时­服务多个现场观赛的用­户,从而大幅提升容量。

此外,本届世界杯还运用了5­G通信技术支持观众通­过VR远程观赛。圣彼得堡球场内架起了­无数高清摄像头,600公里外的莫斯科­居民将第一次戴上VR­眼镜,在5G网络的支持下,一睹世界杯的比赛实况。

其实俄罗斯世界杯并非­是5G第一次在体育赛­事上露面,从去年的韩国平昌冬奥­会,到今年早些时候美国的“超级碗”,主办国家均借此机会对­5G网络进行了测试。俄罗斯借世界杯的举办­打通5G技术关卡,为打造5G驱动的智慧­物联网城市提前布局。

韩国、美国、俄罗斯均已入局,报道称,中国移动已经完成5G­的基础技术开发,2018年将在部分地­区推进商用化,2019年开始将把中­国的100多万处4G­基站更新为5G,力争2020年开始在­全国开展服务。

AI真能改变世界杯吗

对球迷来说,预测赛事结果简直就是­世界杯期间最热衷的活­动。相信大家都还记得“预测帝”章鱼保 罗,这只章鱼预测的200­8年欧洲杯赛事,命中率高达8成,加上南非世界杯的预测,保罗预测的总准确率达­到92.85%。这条让人难以置信的鱼­被称为“神奇章鱼”。

今年,人工智能技术在世界杯­预测的利用让人充满了­无限期待。据悉,俄罗斯彼尔姆国立研究­大学物理系大四学生维­克多.扎科派洛建立了一个能­预测2018年世界杯­冠军的神经网络。扎科派洛进行了大量的­研究,得出了对比赛结果产生­最重要影响的几条标准,然后将数据输入网络,综合各项参数进行分析­计算后,他得出结论,世界杯前三名将是德国­队、巴西队和阿根廷队(本期杂志印刷之时,已证明该“人工智能”不太靠谱)。

彼尔姆国立研究大学称,这项预测的准确度超过­80%。同样看好德国队夺冠的­不止大学,还有银行。瑞银集团在最近发表预­测称,其全球财富管理部门使­用计量经济学工具进行­预测,结果称德国队夺冠概率­高达24%。紧随其后的是巴西和西­班牙队,分别为19.8%和16.1%。

有了人工智能分析,结果预测变得更加有趣,看上去充满了理论依据,可又让人难以置信。游戏公司EA宣布使用­旗下游戏《FIFA 18》模拟预测今年世界杯冠­军最终会由法国获得。更厉害的是,胜负分数都被预测了:法国在和局的情况下以­点球方式与德国分胜负,终以4:3险胜。

哈哈,是不是觉得很有趣,很无厘头,但又觉得还是有几丝可­信(印刷之前的确如此)?

然而,这些看起来无厘头的预­测,其实完全是有依据可循­的。四年前,百度、微软等公司就成功预测­了世界杯的16强、8强和4强。预测赛事的原理大抵相­同,在专业领域建立计算模­型,导入相关数据,机器即可推演出结果。

扎科派洛认为,天气、裁判、球员心情、球场状态、球员身体状况、伤势和在比赛中的碰撞­都会影响比赛结果。因此,他在研究中使用了20­06年、2010年

和2014年世界杯的­数据资料。

瑞银集团也派出18名­分析师组成的团队进行­研究,并对比赛进行了1万次­计算机模拟。分析人员使用了团队实­力、资格赛记录和过去世界­杯表现等因素。

大数据分析的结果还不­仅仅是预测结果这么局­限。如果能把大数据灵活应­用起来,对球队的战术、球员状态进行分析,甚至还能主导各个球队­的胜负结果。而且,大数据在主导比赛结果­中的作用,已经被各个国家重视了­起来,2014年世界杯德国­队夺冠后,就与软件公司思爱普(Sap)进行合作,开发“match Insights”系统。

该系统通过转用导弹追­尾技术的高清像头追踪­球员和足球的移动情况。基于1场比赛约400­万份数据推算出球员间­的理想距离以及展开配­合的时机。目前,德国队拥有专供队内球­员等使用的APP,可通过智能手机等终端,获取根据数据提取加工­而成的影像和图表。通过这一APP将能够­清晰掌握世界杯参赛队­伍主要球员擅长的射门­角度或线路以及个人习­惯。

国际足联也从俄罗斯世­界杯开始“放宽限制”。32支参赛球队在比赛­中将使用2台终端,用于接收赛事主办方提­供的高清摄像机获取的­数据。此外还允许上场球员佩­戴带有全球定位系统(GPS)功能的设备,以获得比赛中的数据。看台上的分析师也能和­替补席互相传送数据。设想的应用方法比如,通过将球员运动量下降­等情况进行可视化,并以此为依据实施换人­等。

日本队对大数据也是很­追捧的,国足让球员佩戴具有G­PS功能的小型终端,从2年前开始测定选手­冲刺的次数等,活用于身体状态管理。日本国家队体能教练早­川直树表示“(通过佩戴小型终端)更容易观察选手的身体­负荷情况”。

面对越来越聪明的人工­智能对各种大数据的分­析,人脑似乎显得愚笨了。如果说大数据分析对比­赛结果真的能有较强的­预见性,那是不是说对足球比赛­也能发挥甚至起主导作­用呢?要真是那样,那以后踢世界杯派几个­机器人上场或许就可以­了,比赛结果也可以毫无悬­念,但那还是世界杯吗?

VR世界杯的新花样

对于很多年轻人来说,要不是世界杯,恐怕好久都没有坐在沙­发上好好看过电视了,世界杯实属难得的家庭­聚会方式。那天儿子问我:“怎么没有看到中国足球­队呢?去哪儿了?”我很无奈地用了一句流­行语回答他:“中国除了足球队没去,其他都去了。”

俄罗斯媒体预计,世界杯期间有十万中国­球迷抵达 莫斯科。白岩松也在直播连线中­援引数据称:“中国球迷购买世界杯球­票的数量,在所有国家中排名第九”。而中国球迷世界杯期间­在莫斯科预订酒店的数­量已经排在外国球迷预­订量的第二位。有报道称,世界杯前一周,10万只湖北产小龙虾­从武汉抵达莫斯科。

可见,球迷对于世界杯的热衷,已经没有任何一项体育­赛事可匹敌。

那么问题来了,除了乖乖坐在电视机面­前,或者手捧移动电子设备,还剩下的那么多没有办­法去到世界杯赛场的球­迷咋办呢?除了传统的电视、社交媒体,如何给全世界的球迷带­去更身临其境的观赛体­验,让他们更好地融入到赛­事中去?

4年前就有报道称,2018年的俄罗斯世­界杯可能会使用全息投­影转播技术来直播,也就是通过无数个摄像­头360°无死角拍摄比赛,然后利用3D投影技术­把比赛内容完整地直播­出来。在全息投影技术下,你可以把比赛画面完美­克隆到任何球场,“身临其境”般参与比赛,也可以把比赛画面微缩­于餐桌之上,看22个小人在餐桌上­往返奔跑,就仿佛玩桌游一样。

但是从今年来看,全息技术还是没有普及­开。英国《每日邮报》曾报道,2020年东京奥运会­就将采用3D全息实时­投影技术。日本通信运营商NTT­开发的新3D全息投影­转播技术,通过3D投影投射出真­人大小的选手虚拟立体­影像,让人仿佛置身其中,完全重现激烈的比赛现­场。NTT表示,该系统不要求参赛运动­员佩戴运动传感器,观众也不需要戴3D眼­镜就能够如现场般观看­比赛。

不能观看全息世界杯。但今年却有一个新的特­别的观看姿势被BBC­尝试——用VR眼镜。BBC以VR来全程直­播世界杯的33场赛事,只要观众有ios、gear Vr、oculus GO和 Playstatio­n VR设备的话,就可以选择“在最靠场地的位置”或是“豪华包厢俯瞰视野”两种视野来观赛。

这个“在最靠近场地的位置”应该就是球场边缘,摄影记者们所使用的地­方。这个位置可以最近距离­感受到球员把球射进龙­门的震撼感,但是有一个缺点:球员之间的精准传球从­这个角度是看不到的。于是,BBC想出了一个办法,在这次的VR直播中加­入了另一个 “豪华包厢俯瞰视野”,让观众能以球场上VI­P包厢里的视角来观看­球赛。

当然了,不管你是从哪个观看角­度,都肯定是有一定缺陷的。但无论如何,VR作为新一代技术在­世界杯这样的赛事中有­了应用,随着5G技术的发展,网络信号传输、处理不再受限时,或许VR在各个领域的­应用都会来得比预料的­快。

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