Fotofinish er et software- og hardwaresystem til fastsættelse af rækkefølgen for at krydse målstregen af deltagerne i konkurrencen, hvilket giver et billede, der kan ses gentagne gange i fremtiden.
Fotofinishen fungerer efter princippet om spaltefotografering: Billedet projiceres gennem en smal spalte (og i den digitale fotofinish er en linje en pixel bred fast). Det resulterende statiske billede "samles" fra disse strimler, som et mønster på et tæppe.
Alle moderne fotofinishsystemer har en timer synkroniseret med startsignalet. Dette giver dig mulighed for at få ikke kun rækkefølgen af mål, men også det nøjagtige resultat af deltagerne, der krydsede målstregen.
Den første kendte omtale af brugen af en fotofinish går tilbage til slutningen af det 19. århundrede, hvor et almindeligt kamera blev brugt til at afgøre vinderen i løbene . I maj 1882-udgaven af Nature blev der udgivet et brev af hastighedsfotografpioneren Edward Muybridge , hvori det hedder, at "i den nærmeste fremtid vil resultaterne af vigtige løb afhænge af det fotografi, hvorfra vinderen vil blive bestemt." Det ældste kendte fotografi af en fotofinish er dateret 25. juni 1890. Ud over konkurrencer blev fordelene ved den daværende tekniske innovation snart anvendt til forskellige sportsgrene med massefinish. Den blev første gang brugt ved de olympiske lege i 1912 i Stockholm [1] . Snart blev de tekniske mangler ved fotografering til at rette sådanne begivenheder tydelige. Så i den tid, hvor gardinet bevægede sig i kameraets lukker, lykkedes det hestene at lave en sti på omkring 10 centimeter lang, kameraet kunne ikke fange alle dem, der krydsede målstregen (dette problem blev dog delvist løst lidt senere ved at bruge flere kameraer til at tage billeder på skift) osv. På trods af Mens forbedrede fotografiske teknikker blev brugt til fotofinish indtil i hvert fald begyndelsen af 1940'erne, begyndte eksperimenter allerede i 1920'erne med hurtigt udviklende og progressiv filmfotografering.
I 1926 introducerede Dansk Atletik Forbund en fotofinish-anordning ved brug af spaltefotograferingsteknikken [2] . I 1928 blev apparatet brugt ved De Olympiske Lege i Amsterdam [3] . En revolution i kombinationen af fotofinish og selvtiming sker i begyndelsen af 1930'erne med fremkomsten af Kirby-kameraet, et højhastigheds-filmkamera opfundet af Gustavus T. Kirby og første gang brugt i 1931. Fremstillet af Kodak-Bell Lab's havde enheden to linser, brugte 60 mm filmfilm og kørte med 128 billeder i sekundet. Selve målstregen blev filmet gennem den ene linse, mens den anden var fokuseret på et indbygget elektromekanisk kronometer med roterende skiver, hvorpå der var sat numeriske mærker på. Systemtimeren blev startet ved at affyre startpistolen [4] . Den officielle debut for "Kirby-kameraet" var ved OL i Los Angeles i 1932 . Ved OL i 1936 i Berlin lykkedes det tyske ingeniører fra Zeiss Ikon AG og Physikalisch-Technischer Reichsanstalt at skabe noget lignende: der blev brugt to asynkrone kameraer, der optog med en hastighed på 50 billeder i sekundet, og deres kombination gav den specificerede diskrethed - 100 billeder i sekundet. Enheden blev betegnet Ziel-Zeit Camera [5] . I de samme 30'ere begyndte man at bruge spaltefotograferingsteknikken , hvilket reducerede filmforbruget betydeligt og gav mere objektive resultater af fotokontrol. Næste trin i udviklingen af fotofinish-teknikken var opfindelsen i 1940'erne af den elektriske metode til at påføre tidsmarkører direkte på filmen med en opløsning på 1/1000 af et sekund. [6] Det første efterkrigs- OL i London i 1948 var det sidste, der brugte et "stykprodukt" - et specielt fremstillet af det britiske Race Finish Recording Co. Ltd fotofinish system kaldet "Magic Eye" [7] [8] [9]
1950'erne var præget af en teknologisk rivalisering mellem Omega- og Longines-virksomhederne, hvilket resulterede i stadig nyere og mere avancerede teknologiske løsninger inden for sportstiming og fotofinish. I 1949 introducerede OMEGA Racend OMEGA Timer, som er opført af virksomheden som verdens første masseproducerede fotofinish-system, og debuterede under navnet Photofinish ved Vinter-OL 1952 i Oslo i 1952 [10] .
I 1949 præsenterer Longines Chronocamera , det første masseproducerede sportskvarts- kronometer , på grundlag af hvilket Bolex-Paillard 16H -filmkameraerne i 1954, takket være ingeniørerne fra Longines-virksomheden, Chronocinegines (Chronosinegin) dukkede op - et foto finish og auto timing device , som gjorde det muligt at optage resultater på film med en nøjagtighed på 1/1000 s - på trods af at kameraet selv skød op til 100 billeder i sekundet. [11] [12]
"Chronocinegines" er blevet meget brugt i højhastighedssport. I 1963 introducerede Omega en videreudvikling af fotofinish og auto-timing-systemer, OMEGA Photosprint (OPS1) 35 mm filmkameraet, det første betydelige fremskridt siden Kirby-kameraets fremkomst. Det var hende, der blev det første officielt anerkendte foto-finish og auto-timing-kamera ved OL i Mexico City i 1968 - de første olympiske lege i historien, hvor auto-timing blev anerkendt som officielt. Ved at modtage et billede gennem en spaltelukker med en hastighed på omkring 100 billeder i sekundet, gav det tidsmarkeringsnøjagtighed op til 1/1000 af et sekund. [13]
Ved de næste sommer- OL i 1972 i München blev en mere avanceret model "Photosprint OPS 2" introduceret, som blev et virtuelt monopol i denne sektor af sportsværktøjer indtil begyndelsen af 1990'erne. Men fotofinishen forblev "sort og hvid". Den blev farvet i 1981 takket være OMEGA Color Photosprint (brugt for første gang ved OL i 1984), men på grund af kompleksiteten af den teknologiske proces og de høje omkostninger forblev denne model de olympiske leges privilegium indtil den digitale revolution af midten af 1990'erne. OL i 1988 i Seoul var det sidste, der udelukkende brugte "film" foto-finish og auto-timing systemer; på dette tidspunkt nåede filmens hastighed allerede 1000 billeder i sekundet [14] . Med det høje tekniske og teknologiske niveau opnået, havde filmfotofinisher stadig alvorlige ulemper - først og fremmest den begrænsede tid til at fikse målstregen. Filmen havde en tendens til at løbe tør før eller siden, nogle gange blev den revet i stykker eller sat fast, og processen med at udvikle den var arbejdskrævende og ikke den mest bekvemme under forhold, oftest langt fra laboratorieforhold.
For at afgøre, hvem der "kom først" til den "digitale" fotofinish, ville selve fotofinishen være ret nyttig. Ifølge OMEGA er den første fotofinish Scan O'Vision videofinish-systemet skabt i 1990, mens en pressemeddelelse om introduktionen går tilbage til 1991. Det er kendt, at IAAF 's sommer-verdensmesterskaber i 1991 så den første brug af Seikos Slit Video 1000 HD-fotofinishsystem, det første til at bruge CCD . Desuden blev tilladelsen til dets brug sammen med filmsystemer modtaget fra IAAF kun få uger før den officielle start af mesterskabet [15] . I samme 1991 præsenterer det belgiske Intersoft Electronics sin fotofinish - "MacFinish". [16] . Til at begynde med var både fremtrædende producenter og nye virksomheder omtrent ligestillede - de tog de første skridt i at bruge nyligt dukkede enheder og elementbase (CCD, personlige computere osv.) til behovene for sportstiming og fotofinish. "Accutrack"-videofinishsystemet vises ved hjælp af konventionelle videooptagelser, men dets 30 billeder i sekundet optagehastighed begrænser dets brug til atletikkonkurrencer på begynderniveau. Ved de olympiske vinterlege 1992 i Albertville debuterer OMEGAs Scan O'Vision videofinishsystem - indtil videre kun i én form - i hurtigløb på skøjter. Ved sommer-OL 1992 i Barcelona bruger Seiko en digital fotofinish i atletik.
De første digitale kameraer gennemgik de samme udviklingstrin som tidligere filmkameraer - de første modeller var et digitalkamera, der var forbundet med en timer og en kommunikations- og kontrolenhed, som igen var forbundet med en computer, hvorpå der var installeret specialsoftware. at arbejde med modtaget billede. For det meste blev et af de hurtigste SCSI -grænseflader på det tidspunkt brugt til at oprette forbindelse til en computer. Med forbedringen af CCD-matricer stod udviklere over for problemet med mangel på grænsefladehastigheder til transmission af store mængder information og en ret hurtig udtømning af ledig plads af informationslagringsenheder, der havde meget beskedne volumener på det tidspunkt. Så længe den digitale fotofinish forbliver sort/hvid.
I maj 1994 debuterede den første farvefoto-finish ColorLynx fra det amerikanske firma Lynx System Developers, Inc. [17] . Samme år, ved verdensmesterskaberne i atletik i Göteborg , Sverige, bruger Seiko en fotofinish, der scanner målstregen med en hastighed på 4.000 linjer i sekundet. [atten]
I 1996 introducerede OMEGA sin første farve-digitale fotofinish OSV3 (omend kun til atletik indtil videre), sammen med en anden af dens innovationer - en elektronisk startpistol [19] .
Samme år frigiver Lynx System Developers EtherLynx-systemet, verdens første fotofinish-kamera med et Ethernet -interface , hvor varigheden af opnåelse af et billede af målstregen nu kun var begrænset af mængden af ledig plads på den hårde disk (for partitioner med NTFS -filsystemet ) [17] .
Ved sommer-VM i atletik 1997 i Athen bruger Seiko en 1800 HD farve digital fotofinish, der scanner målstregen med op til 4000 linjer i sekundet. Dens 32 megabyte RAM var nok til kun at optage 72 sekunder - for at starte yderligere arbejde blev indholdet kopieret til 230 megabyte magneto-optiske diske, og derefter blev RAM'en ryddet [15] .
I 1998, ved vinter-OL i Nagano , blev Lynx System Developers-systemer brugt i en række sportsgrene sammen med Seiko-systemer. Samme år indgår denne virksomhed en samarbejdsaftale med Seiko inden for denne sektor af sportsudstyr.
I 2003 introducerede Lynx System Developers det hurtigste fotofinish-system i produktionen, EtherLynx PRO, der scanner med 10.000 linjer i sekundet i 32-bit farve med en enkelt CCD. Det samme kamera har også rekorden for bredden af den fangede mållinje (eller billedklarhed) - 4000 pixels.
I begyndelsen af det 21. århundrede blev de vigtigste flaskehalse - i dataoverførselshastigheden og deres volumen - elimineret på grund af den generelle udvikling af computerteknologi. SCSI blev erstattet af IEEE-1394 og højhastighedsnetværksprotokoller (fiberoptisk og almindelig). Kun ét - et rent fysisk problem - forblev en anstødssten: Jo højere scanningshastigheden er, jo mere lys skal der til for at få et normalt læsbart billede af fotofinishen. Nogle producenter (f.eks. Lynx System Developers) var i stand til at forsyne sig selv med meget følsomme CCD-matricer, men denne løsning var ikke tilgængelig for andre. En delvis vej ud af denne situation var de fleste producenters brug af tre CCD-matricer i stedet for én, hvilket igen gav anledning til visse vanskeligheder med at få et billede af kun målstregen: på grund af en bredere indfangningssektor af sådanne systemer.
Et moderne digitalt fotofinish-system består af mindst ét dedikeret digitalkamera, der bruger det såkaldte spalte-optagelsesprincip. Matrixen af dette digitalkamera bruger, i modsætning til konventionelle kameraer, kun én lodret række af pixels til optagelse. Samtidig kan billedoptagelseshastigheden nå op til 10.000 linjer i sekundet, selvom det mest almindelige er systemer, der scanner op til 2.000 linjer i sekundet. De fleste fotofinish-kameraer har en indbygget eller kombineret timer - i dette tilfælde, når et billede er erhvervet, tilføjes en tidsmarkør til hver linje. De resulterende data overføres til en computer, hvor stregerne ved hjælp af specialiseret software limes ind i ét kontinuerligt billede af målstregen under den aktive optagelsestid. Operatøren eller dommeren af fotofinishen dechifrerer det modtagne billede og bestemmer deltagernes ankomstrækkefølge og/eller tidspunkt.
Yderligere operationer med billedet bestemmes af konkurrencens rækkefølge eller regler.
Det resulterende fotofinishbillede er et mellemled mellem fotografering og filmning - det er ét statisk billede af objekter i bevægelse, fikseret over en vis periode i ét billede. Hvis objektet er statisk i forhold til skydelinjen, så vil kun den del, der er i skydelinjen, blive fikseret. Jo højere objektets hastighed og jo lavere billedoptagelseshastighed, jo smallere vil billedet være: en del af objektets overflade, der krydsede optagelseslinjen, vil simpelthen ikke blive fikset. I den modsatte situation - lav objekthastighed eller høj billedhastighed - vil objektet være bredere, end det faktisk er, fordi det samme område af dets overflade, der krydser undersøgelsens akse, blev vist mere end én gang, men føjet til billede. I den forbindelse bruger forskellige sportsgrene forskellige skydehastigheder, og i atletik gælder det også sportsgrene, for eksempel sprint og mellemdistancer, hvor atleternes hastighed ved målstregen varierer. [20] [21] I dette tilfælde vil billedet opnået ved forskellige optagehastigheder have forskellig belysning - med de samme parametre for kameraets optiske system - mørkere ved høj optagehastighed og lysere ved lav. Forbundet med et større behov for lys er parametre vedrørende kravet til blændeforholdet for den optik, der anvendes i fotofinish-kameraer. En anden funktion er arbejdshøjden på den eller de sensorer, der bruges til optagelse, som bestemmer længden af målstregen, der vil blive dækket af fotofinish-kameraet. Med særligt brede mållinjer (f.eks. i roning og en række andre sportsgrene) er der normalt behov for maksimale fangstbredder. Hvis dækningen af eksisterende systemer ikke er nok, så skal arrangørerne bruge flere kameraer til hver del af målstregen.
Den høje optagelseshastighed har en anden funktion - når du arbejder under forhold med direkte kunstig belysning, drevet af en vekselstrøm (primært i haller), opnås et billede af forskellig belysningsintensitet, forbundet med bærefrekvensen i lysnettet (fase), som i sidste ende ligner "stribet". En undtagelse fra de generelle regler er kun i EtherLynx PRO, hvor det er muligt at kompensere for påvirkningen fra en "faset" lyskilde.
Tilstedeværelsen af en fotofinish-protokol er en af forudsætningerne for ratificeringen af verdensrekorder i atletik og en række andre sportsgrene inkluderet i programmet for de olympiske lege. Med fremkomsten af højhastigheds digitale foto-finish-kameraer bliver de også brugt i motorsport - alle Formel 1-racerbaner, NASCAR og en række andre højhastigheds-racerbaner er udstyret med dem.
Ankomstrækkefølgen bestemmes hovedsageligt af den første overflade på deltageren, der rørte det lodrette plan af målstregen. Men stadig er der sportsgrene, hvor en bestemt del af atleten eller hans udstyr bestemmes, i henhold til hvilken hans ankomst bestemmes. De fleste olympiske sportsgrene beskriver også kravene, og hvordan fotofinish-systemet fungerer.
I henhold til 2010-2011 IAAF's konkurrenceregler modtager mindst to systemer uafhængige af hinanden, med kameraer installeret på begge sider af banen, et billede af målstregen fra det øjeblik, den krydser banelinjerne. Korrektheden af kamerainstallationen bestemmes ved at evaluere billedet af sorte rektangler (ikke bredere end 2 cm) tegnet på indersiden af målstregen ved siden af linjen på hver bane: det resulterende billede skal have mållinjens farve, adskilt af sorte striber dannet af sorte rektangler ved skæringspunkterne mellem målstregen og sporlinjer. Fotofinishudstyr skal kontrolleres for nøjagtighed senest 4 år før start. Inden løbeprogrammets start gennemfører cheffotofinishdommeren, banedommeren og starteren den såkaldte. nul-test til strømkontrol af tidsmålings nøjagtighed og korrekthed af udstyrsinstallation. For at gøre dette affyres et skud fra en startpistol med en tilsluttet startsensor ved målstregen, der fikserer det på fotofinishen. Derefter bestemmes perioden mellem forekomsten af dis eller flamme og udløsningen af startsensoren: denne tid skal være konstant og ikke overstige 1/1000 s. For tydeligt at identificere den afsluttende deltagers bane i spurten, anbefales det at bruge klæbende numre, i henhold til deltagerens banenummer.
Rækkefølgen af overlegenhed bestemmes af den første overflade af atletens torso. Under torsoen er angivet atletens krop uden arme, ben, hoved og nakke. For kvinder er brystet også taget i betragtning (startende med brystvorten): ret ofte i sprintbegivenheder består forskellen i ankomst netop i denne distance. Hos mænd tages der også højde for fremspringet i bækkenregionen, selvom denne del af kroppen først "kommer først", når atleten stopper med at løbe før målstregen, hvilket oftest forekommer på mellemlange og lange afstande [22] [23 ] . Siden slutningen af 2008, til mellemlange og lange distancer (hvis løbet ikke bruger transpondere (RFID)) i fotofinisher "Seiko" og Lynx systemudviklere bruger yderligere digitale kameraer (IdentiLynx), integreret og synkroniseret med billedet af billedet finish, som fanger de afsluttende deltagere fra forskellige vinkler. Denne innovation skyldtes, at de anbefalede klæbestarternumre på disse afstande ofte blev pillet af længe før målstregen. Tidligere verificerede dommerne deltagernes ankomst og deres numre mod en separat videooptagelse og et fotofinishbillede, hvilket nogle gange betydeligt forsinkede offentliggørelsen af resultaterne i disse begivenheder. Seiko, det officielle timingfirma for store IAAF-konkurrencer (Champions, World Cups osv.), leverer udstyr til disse starter. De Olympiske Leges atletikprogram bruger udstyr fra Omega, den officielle tidtager for Den Internationale Olympiske Komité siden 2001.
I landevejscykling er en fotofinish obligatorisk, ligesom [24] i banebegivenheder [25] Mesterskabet bestemmes af ydersiden af dækket på et cykelhjul, der har krydset mållinjens lodrette plan. Med masseafslutninger i flerdages cykelbegivenheder som Tour de France , Giro d'Italia , Vuelta a España (såvel som mange andre), er det det eneste bedømmelsesværktøj til officielt at bestemme rækkefølgen af tilmelding (ofte forskellen mellem afsluttere i en gruppe er mindre end 5/10.000 s) . Tiden registreret af fotofinishen er officiel; transpondere , hvis aflæsninger bruges i tv-udsendelser, går ganske ofte tabt i murbrokker eller ved udskiftning af cykler efter ulykker. Officielle UCI-starter (Champions, World Cups) bruger systemerne fra Omega, UCI's officielle timingpartner. Ved de store store cykelløb ( Tour de France , Giro d'Italia , Vuelta a España osv.) er systemer fra Lynx System Developers det officielle udstyr.
I flere discipliner af langrend er brugen af fotofinish ifølge reglerne obligatorisk. Mesterskabet bestemmes af tåen til fastgørelse af støvlen, og ikke af skiens tå, som det ville være logisk at forvente. [26] [27] På grund af afstandens specifikationer er tætte afslutninger ikke så hyppige, og derfor høres de normalt. Så relativt ofte tyede til at overveje billedet af fotofinishen ved vinter-OL 2010 i Vancouver .
Fotofinish har været brugt i short track skøjteløb siden slutningen af 1990'erne. Men for en mere konservativ speedskøjtesport er dens officielle obligatoriske anvendelse, fastsat af reglerne, relativt ny - siden 2008. I disse sportsgrene bestemmes ankomsten af tåen på skøjtebladet, der er i kontakt med isen. [28] [29]
Med fremkomsten af højhastigheds-digitale kameraer har fotofinish-systemer fundet udbredt anvendelse i motorsport – de er installeret i alle Formel 1-racerbaner, NASCAR og en række andre højhastigheds-racerbaner. [30] Den maksimale optagehastighed for Etherlynx PRO 10K fotofinish-kameraet, som er blevet masseproduceret siden 2003, når 10.000 billeder i sekundet, hvilket gør det muligt at bestemme rækkefølgen af ankomst ved en hastighed på 320 km/t. med et mellemrum mellem ildkuglerne på godt en centimeter.
I konkurrencerne - ved løbene og løbene - kan den heller ikke historisk undvære photo-finish-systemer. På individuelle hippodromer er antallet af fotofinishsystemer i tiere, "prisen for en fejl" er bogstaveligt talt meget høj. Også kritisk i disse konkurrencer er den nøjagtige bestemmelse af ankomstrækkefølgen. For at sikre dette krav så meget som muligt, er der installeret et ekstra (mindst et) system ved målstregen, som er fokuseret på den del af målstregen, hvor løbets favoritter kommer i mål. For at få et billede fra begge vinkler er et reflekterende spejl traditionelt installeret på indersiden af sporet - et "levn" fra fotofinish-æraen, der krævede tilstedeværelsen af en person (men som ikke kunne være der). Men med fremkomsten af nye systemer bruger mange racerbaner også foto-finish-kameraer fra begge vinkler. I hestevæddeløb bestemmes mesterskabet normalt af hestens næse, og i hundevæddeløb - af hundens næse. Men selv moderne enheder er nogle gange ikke i stand til at afgøre vinderen i de sjældne tilfælde, hvor kendsgerningen om ankomsten af "næse til næse" virkelig finder sted. Men det sker stadig yderst sjældent, selvom det næsten altid tiltrækker sig den lokale presses opmærksomhed.
Fotofinishen ligner i princippet et panoramakamera . Med fremkomsten af EtherLynx PRO-kameraet, med dets 4000 pixels lodret opløsning og praktisk talt ubegrænset horisontal opløsning, har en række entusiastiske fotografer, der samarbejder med sportspublikationer som Sports Illustrated og virksomheder som Getty Images fundet en ny "gammel" anvendelse af foto færdiggør kameraer - for at tage billeder. Debuten af fotofinish-kameraet var ved de olympiske lege i 2004 i Athen [31] .