電子鷹眼，不一樣的視界

◎劉思琦

鳥在自然界中有著重要的地位，是人類的朋友，它們維系著自然界的平衡，僅鳥的眼睛就使科學(xué)家深受啟發(fā)，研制出多項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造，比如納米蛾眼、電子鴿眼、貓頭鷹眼夜視儀等，這次我們來一同了解電子鷹眼，去了解一個(gè)不一樣的視界。

老鷹眼睛的敏銳度在鳥類中名列第一，而且視野非常開闊，視角可達(dá)320°。翱翔于2000 米高空的老鷹，能發(fā)現(xiàn)地面上黃鼠這樣小的目標(biāo)。我們?nèi)祟惷恐谎劬锏囊暰W(wǎng)膜上，都有一個(gè)凹槽，叫作中央凹，而老鷹眼中的中央凹有兩個(gè)。這兩個(gè)中央凹的作用不同，其中一個(gè)專門用來向前方看，另一個(gè)則專門用來向側(cè)面看。這樣一來，老鷹的視覺范圍就寬得多，能兼顧前方和側(cè)面。除此以外，老鷹的每個(gè)中央凹內(nèi)用于看東西的細(xì)胞也比人類多出六七倍。

科學(xué)家根據(jù)鷹眼的構(gòu)造和視覺原理，研制出類似鷹眼的搜索和探測(cè)系統(tǒng)，即“電子鷹眼”。這一先進(jìn)儀器，不僅能使飛行員的視覺得以擴(kuò)大，視敏度也得以提高，而且還能提高地質(zhì)勘探、海洋救生等工作的效率，在體育賽事上，電子鷹眼也做出了突出的貢獻(xiàn)。

在2004年雅典奧運(yùn)會(huì)上，由于裁判的誤判，中國(guó)花劍“三劍客”葉沖、董兆致和王海濱以三劍之差痛失男子花劍團(tuán)體金牌。4年后的北京奧運(yùn)會(huì)上，仲滿奪得男子佩劍金牌，成功為中國(guó)劍客正名，這枚金牌的背后，除了運(yùn)動(dòng)員的個(gè)人努力外，當(dāng)時(shí)首次在奧運(yùn)會(huì)上大規(guī)模使用的鷹眼技術(shù)也功不可沒。那么，讓我們一起走近鷹眼技術(shù)，了解這個(gè)奧運(yùn)賽場(chǎng)上的電子裁判。

鷹眼技術(shù)又稱即時(shí)回放系統(tǒng)，由英國(guó)的Roke Manor 研究有限公司開發(fā)，“鷹眼”（Hawk Eye）的名稱來自其發(fā)明人保羅·霍金斯（Paul Hawkins）的姓氏的前4個(gè)字母。鷹眼系統(tǒng)十分精密，由8個(gè)或者10個(gè)高速攝像頭、4臺(tái)電腦和大屏幕組成。在板球、網(wǎng)球、足球等運(yùn)動(dòng)中使用鷹眼技術(shù)，可追蹤記錄球的路徑，并顯示記錄的實(shí)際路徑的圖形圖像，還可以預(yù)測(cè)球的未來路徑。其在網(wǎng)球比賽中的工作過程是：首先，借助電腦的計(jì)算把比賽場(chǎng)地內(nèi)的立體空間分隔成以毫米計(jì)算的測(cè)量單位；然后，利用高速攝像頭從不同角度同時(shí)捕捉網(wǎng)球飛行軌跡的基本數(shù)據(jù)；再通過電腦計(jì)算，將這些數(shù)據(jù)生成三維圖像；最后利用即時(shí)成像技術(shù)，由大屏幕清晰地呈現(xiàn)出網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)路線及落點(diǎn)。從數(shù)據(jù)采集到結(jié)果演示，這個(gè)過程所耗用的時(shí)間不超過10秒。

鷹眼技術(shù)也用于體育比賽電視轉(zhuǎn)播。2001年，英國(guó)電視4臺(tái)在轉(zhuǎn)播英格蘭和澳大利亞之間舉行的板球系列對(duì)抗賽時(shí)首次使用了鷹眼技術(shù)，作為轉(zhuǎn)播的輔助手段為觀眾和解說員服務(wù)。后來，該系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到網(wǎng)球、擊劍、體操、高爾夫、斯諾克等運(yùn)功項(xiàng)目的賽事轉(zhuǎn)播中。我國(guó)于2006年9月11日在中國(guó)網(wǎng)球公開賽上首次引進(jìn)鷹眼系統(tǒng)，之后在我國(guó)的斯諾克比賽以及北京奧運(yùn)會(huì)的擊劍、網(wǎng)球等項(xiàng)目比賽中也使用了該系統(tǒng)。鷹眼系統(tǒng)作為一種電視轉(zhuǎn)播手段和裁判輔助系統(tǒng)，有助于保障比賽的公平、公正，得到了廣泛應(yīng)用，取得了良好效果。

同學(xué)們，讓我們通過本次學(xué)習(xí)，打開鷹眼的“視界”，走入更廣闊的鳥類視界，學(xué)習(xí)并應(yīng)用那些不一樣的視界，為未來科技發(fā)展貢獻(xiàn)我們的力量！