Hawk-Eye ( Hok-ay , Hawkeye ) er et software- og hardwaresystem, der simulerer banen for et spilprojektil. Systemet blev udviklet af Manor Research testet i virkelige sportskonkurrencer i 2001.
Det bruges hovedsageligt til dommerkonkurrencer, samt indsamling af statistik og visualisering af gameplayet under træning. Den mest udbredte i tennis , cricket , volleyball . Som et gameplay-visualiseringsværktøj, der bruges i snooker . Testet i fodbold. Spørgsmålet om dets implementering i andre sportsgrene diskuteres. De høje omkostninger og kompleksiteten af operationen begrænser brugen af Hawk-Eye til kun de største konkurrencer. Siden 2017 er driften af en ny generation af Hawk Eye Live-systemet begyndt, som giver dig mulighed for helt at opgive dommerne på linjen i tennis.
I tennis er Hawk-Eye en type ALC-systemer (Automated Line Calling Systems) [1] . Hawk-Eye-systemet er blevet en integreret del af tenniskulturen, hvilket tilføjer spektakel til konkurrenceprocessen og hjælper med at styrke ånden af fair play under konkurrencen [2] . Modtaget flere priser for præstationer inden for underholdning. Systemet har mange kritikere, som mener, at automatiseringen af dommerarbejdet i sporten fratager den den menneskelige faktor og en særlig konkurrenceånd.
Behovet for et system, der letter dommerarbejdet, skyldtes de mange kontroversielle situationer, der jævnligt opstod under konkurrencen. Med tennisboldhastigheder op til 250 km/t er det meget vanskeligt at bestemme linjens kontakt med det menneskelige øje, og dommernes beslutning kan være subjektiv [3] . Tvister med dommere forstyrrede det normale forløb af kampene og bidrog kun lidt til konkurrencens sportsånd [4] . Forsøg på at indføre automatiserede assistentdommere i tennis og cricket har en lang historie [5] [6] .
Den teknologiske udvikling i forbindelse med at lette dommernes arbejde begyndte at dukke op fra slutningen af 1960'erne. De første hardware-støttesystemer til dommer i tennis blev skabt i 1970'erne [6] . De såkaldte TEL (Tennis Electronic Lines) systemer arbejdede på basis af tryksensorer , der fornemmer berøringen af linjen og krævede installation under banens overflade. De har ikke fået stor udbredelse. Ud over kompleksiteten af installationen skelnede sensorerne ikke, om bolden rører linjen eller spillerens fod (selvom deres fordel var evnen til at give resultatet med det samme - det var et real-time system). I 1980'erne blev Cyclops annonceret , som fungerede på basis af infrarøde sensorer, der bestemmer kuglens skæring med strålen. Systemet registrerede kun fejl under indsendelsen. Dens største ulempe var, at den ikke skelnede mellem bolden og enhver anden genstand, der afbrød strålens forløb. Det blev dog brugt i Grand Slam-turneringer indtil slutningen af 1990'erne [7] .
I midten af 1990'erne blev MacCAM-systemet af Imaging Systems LLC afprøvet ved store turneringer I bund og grund var det kun et højhastighedskamera (op til 5000 billeder / sek), som gjorde det muligt visuelt at bestemme bolden, der rørte linjen på gentagelsen.
I 1999 begyndte forskerholdet fra Roke Manor Research Ltd at udvikle et system baseret på videobehandling og boldbanebygning. I spidsen for gruppen stod Dr. Paul Hawkins, en tidligere cricketspiller. Under udviklingen blev erfaringerne fra udviklingen på det militære område inden for medicin brugt [8] . I 2001 beskyttede Paul Hawkins og David Sherry udviklingen med patent WO0141884 ( Video Processor Systems For Ball Tracking In Ball Games - "Video Processing System for Tracking in Ball Games") [9] . For første gang blev mulighederne for virksomhedens nye produkt demonstreret af Channel 4 under den officielle kamp mellem landsholdene i England og Pakistan på Lord's Cricket Ground den 21. maj 2001. Siden 2006 har Hawk-Eye været i konstant brug til at dømme professionelle tennisturneringer [2] .
I 2001 udsprang Hawk-Eye Innovations LTD, der udviklede sit kerneprodukt, fra Roke Manor Research. Virksomheden har været ejet af den amerikanske forretningsmand siden 2006 I 2009 genererede virksomheden en indtægt før skat på £ 1,1 millioner. I 2010 blev markedsværdien af Hawk-Eye Innovations anslået til £ 15 millioner [10] . Siden marts 2011 er Hawk-Eye Innovations blevet ejendom af Sony Corporation [11] .
Hawk-Eye er det mest almindelige, men ikke det eneste produkt af sin art. I fodbold bliver GoalRef (oprindeligt udviklet til håndbold ) testet. I USA har K-Zone, der bruges i baseball, fået en vis udbredelse [12] . I cricket konkurrerer Hawk-Eye med Pitch View-systemet, som blev testet i 2012 [13] .
Alle detaljer om Hawk-Eye's funktion afsløres ikke, da de er en virksomhedshemmelighed . Grundlaget for dets software var de motion capture- systemer , der dukkede op i 1990'erne [14] .
Software- og hardwarekomplekset består af flere videokameraer, der overfører en videodatastrøm til behandling til en computer. Seks kamre bruges til cricket og ti til tennis. Højhastighedsvideokameraer (106 billeder/sek., ifølge udvikleren [15] ) er fastgjort på en sådan måde, at de fanger spilrummet fra bestemte vinkler [16] . Videodatastrømbehandling omfatter flere stadier. I første omgang er spillereglerne fastlagt i systemet, og der bygges en model af spillerummet under kalibreringen . Softwaren giver dig mulighed for at organisere genkendelsen af billedet af bolden. Ifølge udviklerne genkender systemet konsekvent en flyvende bold i form af en sløret aflang plet, hvis størrelse er fra 2 til 10 pixels , på baggrund af banen, udstyret og offentligheden [17] [18] .
Baseret på sporing og princippet om triangulering , bestemmer systemet boldens koordinater. Baseret på de todimensionelle billeder opnået fra hvert kamera konstrueres en række punkter i tredimensionelle koordinater [19] . Kameraerne er ikke synkroniseret med hinanden, og forskellige boldkoordinater opnået fra forskellige kameraer er forbundet til et fælles system af punkter ved hjælp af lineær tilnærmelse [17] . Yderligere, ved hjælp af udjævningsalgoritmer , rekonstrueres en virtuel flyvevej gennem disse punkter. Hvis vi estimerer boldens hastighed i tennis til 50 m/s, så kan der ved en skydehastighed på 100 billeder i sekundet være en afstand på omkring 50 cm mellem interpolationsnoderne [15] . Visualiseringssystemet giver resultatet som en jævn bane med et interpoleret baneberøringspunkt i tilfælde af tennis [20] . Systemet giver dig også mulighed for at udstede andre indikatorer: boldhastighed, statistik over slag i bestemte områder og så videre [2] .
For at systemet kan fungere (i tilfælde af cricket) er der brug for tre operatører [15] . Systemet stiller ingen krav til inventar og lokalitet. Nøjagtigheden af systemet er et kontroversielt punkt, da kilder giver forskellige data: fra 1 mm [21] til 5 mm [16] . Ifølge Hawk-Eye Innovations selv er nøjagtigheden 3,6 mm, det vil sige omkring 5 % af størrelsen på en tennis- eller cricketbold [22] . I henhold til kravene fra ITF bør systemfejlen under test ikke overstige 5 mm [23] .
Fra 2013 var systemet ikke i stand til at fungere i realtid . Det tog systemet op til 10 sekunder at få resultatet, så det var ikke muligt helt at erstatte linjedommerne med automatisering [24] [25] . Dommerens indgriben i tennis er også nødvendig på grund af det faktum, at spilleren ifølge reglerne, hvis han skal tage et forsøg, skal gøre det umiddelbart efter det kontroversielle slag, ellers vil situationen være, som de sige, "overspillet" [26] . Omkostningerne ved at bruge systemet er anslået til $20.000 om ugen på én tennisbane [27] . For cricket er installationsomkostningerne så høje som £180.000 pr. stadion [13] .
Siden 2016 er tennisturneringer begyndt at teste den næste generation af Hawk Eye Live-teknologi. Det giver dig mulighed for at spore boldens berøring på mindre end 0,1 sekunder og kræver ikke, at spillet stoppes. Teknologien sporer også "footfault" -fejlen . Dermed giver Hawk Eye Live dig mulighed for helt at undvære dommere på stregen. Denne version bruger 12 kameraer til boldkontrol og 6 til "walk". Det eneste "menneskelige" element tilbage i systemet er det optagede stemmesignal "out", der stopper spillet [28] .
Brugen af Hawk-Eye i tennis skyldes, at det er svært at dømme ude/felte i situationer, hvor bolden lander tæt på stregen.
I 2002-2004 blev systemet testet af ITF ved en række tennisturneringer. Forbundet har udviklet en række krav til ALC-systemer (Automated Line Calling systems - line touch control systems) [1] . Som en del af testen blev der også overvejet et konkurrerende Auto-Ref system, som fungerede efter et lignende teknologisk princip [5] . Under US Open Tennis Championship i 2004 havde publikum mulighed for at se kompleksets muligheder. Under kvartfinalekampen mellem Jennifer Capriati og Serena Williams lavede dommerne en række fejl til fordel for Jennifer. Systemet (Hawk-Eye havde endnu ikke et veletableret navn og blev kaldt Shot Spot ) blev kun brugt på det tidspunkt til visualisering og demonstrerede tydeligt alle problemerne med at dømme i den dramatiske duel [29] [30] .
Hopman Cup (Australien) begyndte at bruge Hawk-Eye i højtrangerede turneringer i januar 2006. Systemet fik høje karakterer fra arrangørerne på det [~ 1] . Michaela Krycek blev den første tennisspiller til at bruge udfordringen ( udfordring ) i Hawk-Eye systemet [31] . Hawk-Eyes debut-rangeringsturnering var Miami Masters i marts 2006. Den første Grand Slam til at introducere Hawk-Eye var 2006 US Open [3] [5] . I 2007, på ITF-konferencen, foreslog tekniske eksperter Jamie Capel-Davis og Stuart Miller, efter at have godkendt brugen af Hawk-Eye, ændringer til reglerne. I marts 2008 vedtog ITF, ATP og WTA og forenede regler vedrørende brugen af systemet under konkurrencer. I hvert sæt har spilleren ret til tre forsøg på at appellere til systemet, hvis han tvivler på linjedommernes beslutning. Hvis spilleren lavede en fejl, og dommeren havde ret, så trækkes forsøget fra hans "konto". Der tilføjes et forsøg mere til hver, hvis spillerne når tie-break [2] [32] . I nogle tilfælde tager spillere endda bevidst et unødvendigt forsøg for at spille for tid og få en pause, selvom dette betragtes som usportslig adfærd [2] .
Hawk-Eye er hurtigt blevet en vigtig del af konkurrenceprocessen og hele tenniskulturen. I øjeblikket bruges Hawk-Eye-systemet i alle Grand Slams undtagen French Open , De Olympiske Lege og de fleste større professionelle turneringer. Undtagelsen er turneringer, der afholdes på ubefæstede overflader, da bolden efterlader et tydeligt synligt mærke efter faldet. Som regel har arrangørerne ikke råd til at udstyre alle arenaer med systemet, og det er kun installeret på center courts [33] .
Den nye generation af Hawk Eye Live-teknologi blev testet ved Next Generation ATP Finals i Milano i november 2017 og modtog positive anmeldelser. I august 2018 bestod Hawk Eye Live testen i den lange World TeamTennis- turnering i USA. Ved ATP-sessionen i juli 2018 anbefalede Tennisforbundets styrende organ teknologien til brug i næste sæsons største turneringer [28] [34] . 2020 US Open var den første Grand Slam-turnering, der brugte Hawk Eye Live [35] teknologi .
I cricket skyldes behovet for computerassistance til dommere den såkaldte LBW ( ( Leg before wicket ) . Efter at bolden er kastet af bowleren , har modspilleren, batsman , ret til kun at røre bolden (slå den) med et bat. Samtidig opstår der ofte en situation i spillet, hvor spilleren stadig rører bolden med en del af kroppen (normalt med foden). Herefter skal dommeren afgøre med øjet, om dette har påvirket ændringen i boldens bane og bolden, der rammer "wicket". Med boldhastigheder op til 160 km/t for elitebowlere er dette en svær opgave, og den subjektive beslutning har ofte været kontroversiel. Hawk-Eye giver dig mulighed for at fortsætte den mulige bane og vurdere muligheden for, at bolden rører porten [15] .
På trods af det faktum, at Hawk-Eye først blev testet i cricket, forårsagede implementeringen en lang debat blandt specialister i denne sport. Dette skyldtes de særlige kendetegn ved cricket-reglerne, som ikke fortolker LBW-situationen entydigt. Hvis der for eksempel i tennis kun er to muligheder "ude" og "felt", så har dommeren i cricket lov til at afholde sig fra afgørelsen, hvilket kalder den kontroversiel. Forsøg på at indføre synspunkter til korrekte retsafgørelser er blevet gjort siden 2006, men dommernes mening var stærkere end systemets dom [15] . Først i 2009 vedtog cricketforbundet International Cricket Council det elektroniske Decision Review System og ændringer til reglerne, som klart fastlægger holdspillernes mulighed for at henvende sig til Hawk-Eye, som fortsat er den endelige afgørelse i tvister [~ 2] . Ligesom i tennis har hold to forsøg på at se fortolkningen af situationen i Hawk-Eye pr. inning [36] [37] . Hawk-Eye så omfattende brug som en del af 2011 Cricket World Cup . Især takket være forsøget under LBW-situationen i Indien-Pakistan semifinalen, blev stridigheder om dommerens afgørelse øjeblikkeligt stoppet [37] . cricketforbund dog endnu ikke vedtaget DRS, da systemet anses for at være "uperfekt" [38] .
I fodbold kan Hawk-Eye bruges til at afgøre, om bolden har krydset mållinjen. FIFA har længe set på næsen af automatiseringen af dommerprocessen, men udviklingen af teknologi og den stadigt udviklende kontrovers omkring scoring har ført til en nytænkning af synspunktet. Efter længere diskussioner godkendte IFAB i 2012 indførelsen af et automatisk måldetektionssystem , men fortsatte samtidig med at teste en række systemer, herunder Hawk-Eye, GoalRef og GoalControl [39] , med det mål at vælge et til verdensmesterskabet i 2014 [40] .
Sammenlignet med Hawk-Eye følger GoalRef et andet teknologisk princip og kræver, at der installeres en mikrochip i en fodbold og giver heller ikke en visuel repræsentation af situationen. HawkEye-systemet (videokameraer) i tilfælde af fodbold er monteret på forskellige steder på stadion og i målrammen. Omkostningerne ved installation på et stadion er anslået til omkring £100.000-125.000 [41] . Ifølge generalsekretæren for det engelske fodboldforbund , Alex Horn, blev Hawk-Eye installeret på Wembley Stadium for at teste den under FA Cup- konkurrencen [42] . Den 11. april 2013 blev det annonceret, at Hawk-Eye ville blive brugt i engelske Premier League-kampe fra starten af sæsonen 2013/14 [43] .
Før 2018 FIFA World Cup , blev VAR-videoafspilningssystemet foretrukket til brug af dommere i kontroversielle øjeblikke, og udnævnte Hawk-Eye som teknologileverandør til implementering af systemet [44] .
Siden 2007 har systemet været brugt i snooker . I denne sport er det ikke et dommerværktøj, men bruges kun til en mere visuel demonstration af spilsituationen og for kommentatorer til at forklare banen for spillerens strejke. Med dens hjælp kan du implementere et virtuelt bord og vise det fra spillerens synspunkt [45] [10] .
I den polske volleyballliga har Hawk Eye haft begrænset brug siden 2010. Siden da har FIVB godkendt en teknologi til at opdage, hvis en bold rammer en volleyballbane [46] . Siden 2012 begyndte volleyball at teste systemet ved store internationale konkurrencer. I marts tyede deltagerne i de fire sidste af CEV Champions League i sæsonen 2011/2012 til hendes tjenester . Fuld brug af systemet begyndte med 2013 World League . Siden dengang har Hawk Eye været en del af det nye elektroniske dommersystem i volleyball [47] .
Muligheden for implementering i en række andre sportsgrene diskuteres. Inden for badminton er godkendelse fra BWF 's centrale organ endnu ikke modtaget, men flere førende aktører har talt for en tidlig introduktion af teknologi i denne form [48] . I 2012, på et møde i ITTF -komiteen , blev muligheden for at introducere Hawk-Eye i bordtennis diskuteret , men de særlige forhold af denne type tillader ikke implementeringen af systemet i dets nuværende tilstand [49] . I løbet af spillet kan tennisbordet bevæge sig, og dette vil ikke tillade systemet at fungere korrekt. Den mulige implementering af systemet i hurling og baseball diskuteres [11] .
Når det bruges, visualiserer systemet resultatet af beregningen, og viser boldens bane og dens slag i form af et "spor" på linjen. I mellemtiden markerer systemet, når resultatet beregnes, kun "hit-misset". Men for større troværdighed vises resultatet visuelt på skærme [50] . Systemet bruger elementer lånt fra computerspil til dette. Så f.eks. ændres farven på den virtuelle "domstol", afhængig af hvilken dækning der i øjeblikket anvendes [15] .
Systemet bruger en virtuel og derfor idealiseret repræsentation af spillefladen. Linjerne på banen er geometriske lige linjer , bolden i flugt eller figuren af en batsmand er en slags matematisk model . I virkeligheden er de ikke abstrakte geometriske former [8] . Hvis bolden rammer stregen, ændrer den sin form, og dette er også resultatet af at beregne formændringen, efter en tidligere lagt model, og ikke en reel deformation [15] .
Denne omstændighed har også været genstand for kritik af systemet, da det måler efter en idealiseret repræsentation af banen (den såkaldte sekundære måling), mens menneskelige dommere vurderer efter det virkelige spillerum, hvor linjerne ikke er perfekt. lige (primær måling) [51] . De situationer, hvor gentagelsen viser en mager ud af omkring 1 mm, er en slags abstraktion, da dette er mindre end den fejl, som systemudviklerne selv har angivet [52] . Den idealiserede repræsentation af gameplayet, som giver et system som Hawk-Eye, skaber en ikke helt tilstrækkelig repræsentation for publikum. De begynder at opfatte disse programmer som absolut nøjagtige, selvom det ikke er tilfældet. Dette er et ontologisk problem , som består i offentlighedens opfattelse af videnskabens resultater [53] . Systemet har ligesom enhver teknologisk proces begrænsninger i nøjagtighed [54] .
Hawk-Eye har ændret træningsprocessen og indsamlingen af statistik markant, da det giver dig mulighed for at akkumulere og behandle data i en database . Hawk-Eye kaldes derfor centrum for digital databehandling under konkurrencer [55] . Spillere og trænere bruger systemets data, både for at ændre taktik direkte under konkurrencen, og til efterfølgende konklusioner, der påvirker træningsprocessen [56] .
Ifølge eksperter har storsporten over for Hawk-Eye endelig fået et ret pålideligt computersystem til at assistere dommere til en overkommelig pris. Hawk-Eye havde også en stor indflydelse på tilskuernes opfattelse af konkurrencen. De føler sig meget mere involveret i processen og føler, at de er en del af konkurrencens dommere, og generelt er der en større effekt af ejerskab [56] [2] . I 2003 vandt -Eye Sports Emmy Award Innovative Technical Achievement in Entertainment [ 57]
Nu behøver du ikke kaste og vende dig i sengen hele natten og tænke: ramte jeg den pitch eller ej. Jeg så. Udbuddet var i marken.
Originaltekst (engelsk)[ Visskjule] Jeg behøver ikke gå i seng nu og spekulerer på, om den servering virkelig var inde eller ude. Jeg så op. Det er inde. Det er der ingen grund til at bekymre sig om i aften. — James Blake [36]
I en 20-årig professionel tenniskarriere er dette det mest fantastiske, der er sket for spillere, fans og tv-seere. Ny teknologi tilføjer en ny dimension til spillet.
Originaltekst (engelsk)[ Visskjule] I mine 20 år i professionel tennis er dette noget af det mest spændende, der kan ske for spillere, fans og tv-seere. Denne nye teknologi vil tilføje en helt ny dimension til spillet. – Andre Agassi [36]Systemets problemer omfatter først og fremmest en ret høj pris, hvilket gør det utilgængeligt til massebrug. Da ikke alle spillere kommer til at spille på center-banerne, hvor Hawk-Eye er installeret, er der også stemmer fra deres side om en vis diskrimination [26] . Under driften af systemet opstår der jævnligt en situation, der miskrediterer menneskelige dommeres arbejde. Ifølge eksperter under Wimbledon 2012 begik dommere fejl i 27 % af tilfældene, når deres arbejde blev sammenlignet med automatisering. Der var endda en sag om at fikse et "out" af dommeren i en situation, hvor bolden var 27 cm fra stregen [58] . Spillere vurderer heller ikke altid situationen tilstrækkeligt. Statistik indsamlet under Australian Open 2009 viste, at ud af 286 forsøg taget af spillere, var 89 (31%) succesfulde [59] . Indførelsen af systemet havde stor betydning for dommerkulturen, forholdet mellem dommere og spillere. Reducerede antallet af argumenter i løbet af spillet. Meget sjældnere end før begyndte der at opstå situationer, når dommeren på tårnet ændrer linjedommerens beslutning [2] .
Under drift blev systemfejl registreret gentagne gange. Så i 2009, under et møde mellem Andy Murray og Ivan Lyubichich , under Masters-turneringen i Indian Wells, skete der en hændelse. Hawk-Eye registrerede ikke et "out", og bolden blev ufortjent givet til Murray. Ifølge Tomasz Berdych kan systemet være forkert i det øjeblik, hvor en skygge falder på banen [2] [60] .
Lige siden Hawk-Eye optrådte på ATP-touren, har Roger Federer været meget skeptisk over for systemet [2] . "De forsøger altid at dumpe de sværeste ting på os," kommenterede schweizeren, at spillerne nu er deres egne dommere [26] . Efter den første alvorlige kollision med Hawk-Eye i Wimbledon-finalen i 2007 , viste Federer ekstremt negative følelser. Efter at systemet gav en tabt bold til hans modstander Rafael Nadal , bad han endda dommerne om at slukke for systemet [61] [~ 3] . Michael Stich er blandt de kritikere, der mener, at produkter som Hawk-Eye berøver sporten en særlig ånd. Dommerfejl er en uundgåelig, naturlig del af sporten og den menneskelige faktor i det, de sker, men påvirker ikke udfaldet af tenniskampe afgørende. De bør behandles filosofisk, og den konstante visning af gentagelser fratager sporten følelsesmæssighed og underholdning [2] [62] [63] .
Systemets nærhed rejser legitime spørgsmål og tvivl blandt forskere [15] . Så forskerne Harry Collins og Robert Evans var i deres artikel meget skeptiske over for Hawk-Eye på grund af det faktum, at de ikke kunne finde en seriøs tredjepartsundersøgelse om vurdering af systemfejlen i åbne kilder. Det vides ikke, hvordan det påvirkes af ændringer i vejret og belysningen af sportsarenaen. Det er også tvivlsomt, om der i cricket er behov for at ekstrapolere boldens bane [~ 4] . Det er meget svært at vurdere, hvor korrekt Hawk-Eye matematiske model kan bygge en bane, under hensyntagen til rebound fra ujævnt underlag, boldrotation, vejrforhold osv. [64] .
Tennis | ||
---|---|---|
Generelle artikler | ||
Underarter og relaterede spil |
| |
Udstyr | ||
Organisationer | ||
Centrale individuelle turneringer | ||
Serie af konkurrencer |
| |
Internationale turneringer |