从东京到北京这些技术在改变奥运转播

　　东京奥运会已经熄灭了圣火，随后还将举办东京残奥会。在170多天以后，2022年冬奥会即将在北京召开。在本届奥运会上我们看到了类似子弹时间等多种电视转播的特效镜头，极大的丰富了视觉，其实这背后正是技术的进步。今天我们就来介绍一下六大新技术以及它们背后的原理。
　　多机位回放：子弹时间
　　这次奥运会，我们最常见的就是和电影《骇客帝国》一样的子弹时间了，这其实有个术语，叫多机位回放（Multi Camera Replay），田径、体操等等多个项目我们都看到这种镜头。虽然我们观看的时候感觉机位不多，但实际上还是挺麻烦的。这个技术最早应用在2012年的伦敦奥运会体操赛场。
　　转播方NHK的多机位回放系统的一小部分
　　依靠无数的高速4K摄像机，多机位回放技术提供了在任何特定时间点移动动作并从不同角度观看的能力，几乎是实时的。此外，回放可以在运动的不同时刻暂停。这种效果类似于电影《黑客帝国》中的动作场面，在这种场面中，摄像机似乎围绕着主要演员360度旋转，同时漂浮在半空或躲避子弹。在选定的场地，60至80台4K摄像机将被放置在选定的位置，以实现无障碍的最佳观看效果。在一个支架结构上以固定的间隔排列，每台摄像机都安装在一个机械平台上，能够在任何方向上精确地平移和倾斜摄像机。摄像机的变焦、聚焦和平台的平移和倾斜能力由导播控制。对于每个回放，一个操作者选择运动被冻结的点，并可以在运动员周围左右操作回放，以及在不损失分辨率的情况下放大（由于4K分辨率）。由于系统只是简单地将这些画面拼接在一起，不必虚拟创建填充帧，因此不需要渲染，目前的技术允许多镜头回放剪辑时间长度在5秒内，所以我们东京奥运会看到的都是某个动作的回放，目前还不能全程多角度。
　　2D图像追踪
　　作为2020年东京奥运会新创新的一部分，OBS将通过使用视频跟踪技术，帮助评论员和观众在整个赛事期间实时跟踪运动员的位置，在选定的运动/学科中提供比以往更多的洞察力。在游泳赛场，我们可以清晰的看到张雨菲等运动员每秒的游泳速度、身后的国旗以及世界纪录线，这就是这种技术带来的效果，当然泳池比较小，在大范围的场地，比如公路自行车等比赛这种效果显然更突出。
　　2D图像追踪技术
　　这个技术的原理是，与其他依靠GPS定位或无线设备的运动员实时跟踪解决方案相比，二维图像跟踪是基于先进的图像处理技术，可以进行运动跟踪。在选定的视频帧上定义一个＂补丁＂（一个正方形），以识别每个运动员/船只。然后，计算机创建一个 ＂标签＂，贴在每个被识别的运动员/船只上，即使图像发生变化，也会保持这个标签。然后，这些捕获的数据被提供给一个图形渲染平台，在屏幕上展示给观众，使他们能够知道运动员/团体/船只的确切位置。使用更传统的GPS定位捕捉到的其他数据可以与 ＂标签 ＂相结合，以确定运动员、他们的速度、离终点的距离或与领先者的相对位置。
　　3D田径追踪
　　本届东京奥运会，苏炳添带给了我们无限的惊喜，9秒83也再次打破亚洲纪录，突破了黄种人速度的极限。百米决赛之夜，据说收视率达到了近些年前所未有的高度，而在转播的时候，我们看到转播方给出了每个人在跑道上的极速是多少、每一段的速度都用不同颜色进行了标注，这是怎么实现的呢？
　　3DAT技术实现了田径赛场数据的直观化
　　这一技术的提供方其实我们并不陌生，是英特尔及阿里巴巴。人工智能增强3D田径追踪（AI-powered 3D Athlete Tracking (3DAT)）技术是一项首次使用人工智能和计算机视觉的转播增强技术，在田径短跑项目（100米、200米、400米、4x100米接力以及十项全能/七项全能）中通过近乎实时的洞察力和叠加可视化增强观看体验。
　　英特尔多项技术为我们提供了全新的视角
　　它将提供对比赛结果的内部视角，以及奥林匹克运动员的表现和相互之间的比较。转播商将获得新一代的图形，显示比赛的广播叠加可视化，以及每个选手在比赛中某些点的冲刺速度和其他比赛数据。它将提供更深入的赛后分析，并揭示出在比赛本身中并不明显的额外层次。例如，观众将能够了解每个短跑运动员在哪个确切时刻达到他们的最高速度，并通过速度变化的彩色可视化来详细分析比赛的不同阶段。
　　这一技术有多元化的表现形式
　　东京奥林匹克体育场将安装四台场内云台摄像机，以实时捕捉短跑运动员的表现。3DAT技术依赖于能够处理大型数据集的大规模计算能力。利用英特尔处理器的速度（托管在阿里巴巴云基础设施中基于英特尔的数据中心），奥林匹克转播公司将能够在很短时间内提供这种新的分析数据，作为多边反馈的一部分。
　　生物数据识别显示
　　射箭是小众项目，我国也只有2008年北京奥运会张娟娟获得了一枚金牌。这次东京奥运会，使用了来自松下的非接触生物数据识别功能，可以在转播的时候，看到运动员的心率，而这并不是来自传统的心率带或是手腕心率设备。
　　摄像机捕捉轻微的变化来判断心跳
　　左下角，可以看到实时的运动员心跳
　　在技术上，四台摄像机将被放置在距离运动员约12米的地方，聚焦于他们的面部，并从拍摄的视频中分析血管收缩产生的皮肤颜色的轻微变化。观众将能够通过屏幕上的图形见证射手在射箭时身体所经历的心跳变化和肾上腺素激增。
　　True View360度拍摄
　　这个技术应用于篮球转播。利用全球顶级合作伙伴英特尔的True View技术，奥组委将首次为所有篮球比赛提供沉浸式回放。TrueView通过安装在体育场或竞技场高处的摄像机阵列建立三维（3D）、360 视频。
　　英特尔的True view技术
　　True View实现了360度无死角的回放
　　在东京，总共35台4K摄像机将被安装在埼玉超级体育馆的大厅层，以捕捉立体视频，经过处理后，呈现出360 回放、鸟瞰、惊人的定格和球场上任何角度的引人注目的瞬间。奥组委将为每场篮球比赛制作多达10个 True View片段。
　　虚拟3D图像
　　运动攀岩在2020年东京奥运会上首次亮相，它将攀登陡峭山峰的挑战提升到一个全新的水平。攀登者使用一系列不同形状和大小的手脚固定装置，在高度为15米（速度和领先）或宽度为20米（巨石）的墙壁上实践他们的技能和力量。为了帮助观众了解运动员所面临的挑战，并深入了解他们如何解决问题，创新的计算机生成的图形将丰富这项新的奥运运动的报道。
　　3D的重建使用了高精度的模型
　　关于这个技术，转播方将创建一个3D的支架和墙壁，创造一个虚拟的世界，看起来比摄像机所能捕捉到的更真实。这个3D模型可以对墙体的角度和支架进行详细的分析，并让观众了解在墙体上应对不断变化的挑战可能是什么感觉。增强现实（AR）技术将用于在任何特定时间点在（真实）摄像机镜头和这个虚拟世界之间进行切换，并生成关于固定点、墙壁的不同角度和路线的虚拟数据。在这个虚拟世界中，人们可以随时放大，非常近距离地观察岩壁上的一个小细节，同时也可以放大来评估岩壁的整体情况。虚拟三维图形技术将为评论员提供大量的分析数据，使他们能够向观众解释运动员在壁上前进时的想法。
　　北京冬奥会还有不到半年了！
　　在东京奥运会上使用的这些新技术，在北京冬奥会上也将得到应用，并且根据运动项目的差异进行调整，但宗旨只有一个：为电视机前的你我提供更好看、更易懂的奥运直播画面，并且可以看到这些画面都至少是4K清晰度的，更何况本届东京奥运会还实现了8K的转播，我们也不用着急，到大年初四，我们就能看到北京冬奥会开幕，在电视上看到的信息，其实比现场更丰富！
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