信息技術在競技體育中的應用及展望

翟冰洋

（河南師范大學體育學院，河南 新鄉 453000）

如今，在奧運會、亞運會、世界錦標賽等比賽中，早已不只是運動員或運動隊的體能和技術比賽。其背后是各國研隊伍的科研實力的競爭。為了提高運動員的競技能力，多國都投入大量經費用于研發高科技的裝備和器材。信息技術作為目前最流行的技術之一，廣泛地應用于競技體育中，以協助組織和管理各種事務，提高工作質量和效率。

1 信息技術在競技體育中的應用

1.1 圖像處理技術在競技體育中的應用

在競技體育訓練中，分析某個技術動作的完成過程，了解動作特點，改進動作缺陷是提高運動員競技能力的有效方法。起初教練員只能通過現場或者照片來進行肉眼觀察判斷。這種方法費時費力，并且僅憑人眼不能觀察出動作上的細節變換。對訓練效果的改善還有一定的局限性。20世紀以來，隨著計算機技術，數碼攝像和軟件系統產業的快速發展，圖像解析處理技術愈加成熟，開發出了各種適用于運動圖像分析的軟件，將運動員的運動過程高清拍攝后，錄入到計算機中，按照一定的算法對視頻進行解析，通過可視畫面和圖像解析后的數據來說明運動員技術動作的優勢和不足。通過直觀的畫面和圖像數據顯示，使運動員可以對自己的技術動作有清晰正確的認識，大大提高了對技術診斷的信息反饋速度和精確度。運動視頻圖像處理技術在競技體育研究中有著最為廣泛地應用，是教練員和運動員以及相關科研工作者十分青睞的技戰術分析手段之一，通過對多種視頻進行全方位的解析，可以給教練員在訓練或者比賽中提供詳細準確的信息，為研究和評價運動員的技戰術能力和制訂訓練計劃提供科學的參考依據。

球類項目中，球的運動速度很快，很難看清球的運動狀態，對一些邊界球的判定或是球體運動過程的分析十分困難，尤其是對邊界球進行判定時，裁判員的視覺影響和主觀因素很容易導致誤判。為了減少裁判員的人為和其他一些因素的影響，很多球類項目中引入了“鷹眼——即時回放系統”。鷹眼可以把現場的比賽運動軌跡幾乎同步地分析出來，當運動員或教練員提出鷹眼挑戰時，可以立即調出分析結果，判斷是否出現誤判漏判情況，維護了比賽公平公正的形象 。

乒乓球作為我國的優勢項目，一直是我國體育科研工作者的一大研究方向。分析不同發球球的運動狀態，測量旋轉速度，判斷運動軌跡是進行技術分析診斷的重要依據。PD-1型乒乓球動態測轉儀是我國首創的世界上第一臺專業測量乒乓球瞬時轉速的儀器，通過對乒乓球運動錄像的分析，可以得出其高度，速度，轉速，弧度，落點等參數。該儀器的研發提高了我國乒乓球訓練的科學化水平，為我國乒乓球項目的發展起到了強大的推動作用。

1.2 傳感器技術在競技體育中的應用

在搏擊對抗項目中，主要依靠運動員的進攻部位和擊打力量來判定是否得分。在田徑比賽中，運動員是否出現搶跑現象，這些都要依靠裁判觀察判斷，運動員的競賽成績在一定程度上取決于裁判員的判定。但是，在裁判進行判罰的過程中，很容易帶有個人的主觀色彩，影響體育競賽的公平，導致運動員的不滿和觀眾的騷亂。影響比賽的順利進行。

在北京奧運會跆拳道比賽中，古巴隊因對裁判的判罰不滿對主裁使用暴力，希臘人對比賽結果有爭議而向觀眾席上扔水瓶。這一系列的騷亂，影響了比賽的進程，也損害了比賽公平公正的形象。電子護具的使用則極大地改善了這種情況。通過在護具和護頭的有效部分安裝傳感器，傳感器將擊打的力度大小轉換為相應的物理量的變化，將變化信息傳入計分系統，系統根據變化值大小判定是否得分，并給出應得分數，裁判打分只負責特殊情況的加分，運動員得分幾乎不再受裁判員的主觀因素影響，保證了比賽的公平公正，得到了廣泛的認可。

國際田聯規定，起跑反應時間短于0.1s即為搶跑。為了精確地測算出起跑反應時間，通過壓力傳感器設計出來的起跑蹬通過檢測運動員腳底對起跑蹬板的壓力變化情況，最終根據壓力變化時間準確判斷運動員是否出現搶跑。蹬板上的壓力傳感器將受壓隨時間變化的情況傳入計算機系統中，裁判員發令槍發出后，運動員起跑，傳感器上的壓力值會驟降為零，系統把出現急劇下降拐點的時間值與發令槍發出的時間值做對比后，求出時間差，即為起跑反應時間[4] 。壓力起跑蹬板的使用，使裁判對是否搶跑的判定有了客觀依據，減少了誤判漏判的發生，維護了比賽公平。

1.3 激光測距技術在田徑中的應用

在跳遠，三級跳和投擲類的項目中，運動員或者投擲物的位移距離決定著運動員的成績。在傳統的成績評定中裁判員依靠皮尺來測量距離，皮尺的精確度有限，導致成績有誤差，且每次測量都要暫停比賽，影響比賽進程。激光測距儀的研發和投入，彌補了這一缺陷。其以激光發射器為激光光源，通過一定的操作之后自動地對準受測的對象發射激光信號，由受測對象反射后，接收器接收到反射信號，系統計算出激光從發出到目標反射回來的時間差和這兩個時間點的相位變化，再和發射激光的光速相乘，就能測出目標在運動時間內的運動距離，具有高精度、高效率的特點。在跳遠，三級跳以及投擲類項目中應用的最為廣泛。

1.4 影像處理技術在競技體育中的應用

從最初的黑白膠片，到如今的3D、VR、AR等技術。影像技術的發展，給人們的帶來了全新的觀看體驗，同樣，影像技術的發展，也滲透到競技體育領域，無論是競賽訓練還是賽事播報，影像處理技術的應用，為人們提供了更為完善的服務和體驗。

虛擬實境（Virtual Reality），簡稱VR技術，是利用計算機模擬產生一個三維空間的虛擬世界，給使用者提供視覺、聽覺、觸覺等感官的現實模擬，讓使用者有切身經歷的感覺。可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。讓使用者能夠有充足的臨場感和切身體驗。里約奧運會首次嘗試采用VR視頻技術來進行賽事轉播，觀眾通過VR技術觀看賽事轉播，仿佛置身于賽場之中，全方位地感受著賽場的氛圍，為觀眾們帶來全新的觀賽體驗。2020東京奧運會，日本計劃開發出來一套超臨場感的影像系統。在現場使用360度攝像頭拍攝比賽現場的實況，在轉播時VR影像技術和體育場館內的3D可視化技術等，可以提高觀眾們的臨場感覺，更好地融入到比賽中 。

增強現實（Augmented Reality，簡稱AR），是利用電腦系統提供的各種 信息以此來增強使用者對現實世界感知的技術，將虛擬的信息應用到真實世界，并將電腦生成的各種虛擬物體、虛擬場景或者系統的提示信息疊加到現實的場景之中，實現對現實的增強。傳統的訓練和比賽中，教練員和運動員只能依靠經驗和自身感覺判斷身體機能和運動狀態變化，缺乏客觀準確的數據作為判斷依據，而AR技術的研發和投入應用，很大程度上填補了這方面的空白。美國的研發團隊為其自行車隊研發出來了一種高科技的AR眼鏡用于訓練和比賽中，運動員戴上這款眼鏡之后，心率、呼吸頻率，騎行速度和節奏等數據都可以在鏡片上顯示出來。根據這些數據，運動員可以隨時了解到自己的身體狀態和機能變化，從而靈活的分配體力和改變戰術。

1.5 微波通信技術在競技體育中的應用

每次體育盛會的舉辦，人們都迫切地想了解到比賽的精彩過程和比賽成績。舉辦方也會用先進的通信手段來助力賽事播報。1896年希臘奧運會首次使用了新興的電報技術來播報比賽結果。此后，隨著通信技術的發展，賽事的轉播手段也隨之不斷更新，從1896年的電報技術，到1964年東京奧運會第一次采用衛星轉播技術再到3G通信亮相奧運播報，隨后的4G網絡，無線網絡的發展，更是加快了信息傳播的質量和速度，賽事的播報更為方便快捷，人們可以通過多種方法及時準確的知道賽事進程，獲得自己想要的競賽信息。

1.6 互聯網技術在競技體育中的應用

如今，網絡成了最主要的交流平臺，電子商務應運而生，使商務貿易不再受地域的限制，促進了經濟的快速發展。開展電子商務，已經成為全球各企業的發展趨勢。同樣，國際化下的各類體育行業營銷活動的舉辦也離不開電子商務的全方位多角度的深入合作。將電子商務應用到體育營銷中，這2種模式有機地結合在一起可以創造出新的盈利模式 。一場大型賽事的舉辦，多達百萬張的賽事門票出售也是一項巨大的工程，網絡售票成為門票銷售的主要渠道，人們在自己的手機或者電腦上，就可以了解和購買每場比賽的門票，使門票的出售變得快捷有序，給組織方減少了大量的工作壓力。每次奧運會的舉辦吸引著全世界各國的運動員和游客慕名而來，短時間內在舉辦地迎來成百上千萬的游客，給城市的交通，住宿等方面帶來了巨大的壓力。互聯網技術的應用，人們可以提前了解城市的交通，天氣，住宿等信息，為人們的出行提供了重要的參考依據。

1.7 信息鑒別技術在賽事安保方面的應用

每一次大型體育盛會的舉辦，都會吸引世界各地運動員、觀眾、記者等龐大的人流涌入，給安保帶來了巨大的壓力。如何保證盛會的安全進行是主辦方及世界各國關注的重點。信息時代，通過信息技術鑒定人員身份、辨別可疑物品、追蹤人流物流等方面的應用，大大地提高了安全保障系數。電子標簽、人臉檢測、X光機設備的投入使用，構筑起了一道道堅實可靠地安全屏障。為管理運動員以及官員、裁判等人員的注冊、人員身份的鑒別，運動員器材的運輸，人員住宿安排，食物從采購到上到餐桌全過程的追蹤等安全保證事務上提供了極大的便利。投入使用的靜脈識別技術因其識別準確率高、速度快、不易受干擾等特點，為安全防范領域帶來了一次全新的革命，也使其與奧運結緣，用于奧運安保工作。

2 結 語

隨著科技的不斷發展和競技體育科學性的不斷提高，競技體育與科技的結合必將更為廣泛深入。信息技術作為時下熱門的科學技術之一，已經在競技體育的各項事務處理中發揮著重要的作用.信息技術高效，快捷，準確優點為其各項事務的處理帶來了巨大的便利與改善。體育與科技的結合由來已久，并且將一直處于不斷地發展更新中，如果能夠充分利用好信息技術的優勢，促進信息技術與競技體育的進一步結合，給競技體育注入更多的科技力量，定會推動者兩者共同發展與進步。