Hawk-Eye¶

Hawk-Eye (с англ. — «Ястребиный глаз») — это компьютерная система визуального слежения за траекторией мяча, используемая в ряде видов спорта для определения точного места его приземления или пересечения линии. Система была разработана британской компанией Hawk-Eye Innovations Ltd (ныне дочернее предприятие компании Sony) и впервые представлена в 2001 году. Основной принцип работы основан на триангуляции данных, получаемых от нескольких высокоскоростных камер, расположенных вокруг игровой площадки. Система позволяет в реальном времени воссоздавать трёхмерную траекторию полёта мяча и с высокой точностью (до 3,6 мм) фиксировать момент его касания с игровой поверхностью или линией.

¶История

Разработка системы началась в конце 1990-х годов британским инженером Полом Хокинсом (Paul Hawkins). Изначально проект назывался «The Hawk-Eye System» и предназначался для крикета. Первая публичная демонстрация состоялась в 2001 году на телеканале Channel 4 во время тестового матча по крикету между Англией и Пакистаном. В 2003 году система была впервые использована в официальных соревнованиях по теннису — на турнире Большого шлема «Уимблдон» (Великобритания). В 2006 году Международная федерация тенниса (ITF) официально одобрила использование Hawk-Eye для судейства на всех турнирах Большого шлема.

В 2008 году компания Hawk-Eye Innovations была приобретена корпорацией Sony за 21 миллион фунтов стерлингов. После этого началось активное внедрение системы в другие виды спорта: футбол, волейбол, бадминтон, хоккей на траве, регби и американский футбол. В 2014 году система была адаптирована для использования в футболе в рамках технологии автоматического определения голов (Goal-Line Technology, GLT). В 2018 году Hawk-Eye была внедрена в систему видеопомощи арбитрам (VAR) в футболе.

¶Принцип работы

Система Hawk-Eye базируется на использовании от 6 до 10 высокоскоростных камер, установленных по периметру игровой площадки. Камеры работают на частоте от 60 до 1000 кадров в секунду (в зависимости от вида спорта). Каждая камера фиксирует положение мяча в каждый момент времени. Данные от всех камер передаются на центральный компьютер, где с помощью алгоритмов компьютерного зрения и триангуляции вычисляется трёхмерная траектория мяча.

¶Основные этапы обработки

1. Захват изображения — камеры синхронно фиксируют положение мяча.
2. Распознавание мяча — алгоритмы выделяют мяч на фоне игрового поля по цвету, форме и размеру.
3. Триангуляция — на основе данных с нескольких камер строится трёхмерная модель траектории.
4. Прогнозирование — система рассчитывает предполагаемую точку приземления или пересечения линии с учётом физических параметров (скорость, вращение, аэродинамическое сопротивление).
5. Визуализация — результат отображается на экране в виде анимированной траектории.

Точность системы составляет ±3,6 мм для тенниса и ±5 мм для футбола. Время обработки запроса (от момента касания до вывода решения) не превышает 10 секунд.

¶Применение в различных видах спорта

¶Теннис

В теннисе Hawk-Eye используется для определения факта попадания мяча в корт (аут или в линию). Система применяется на всех турнирах Большого шлема (за исключением «Ролан Гаррос», где используется грунтовое покрытие, оставляющее след от мяча). Игроки имеют право на ограниченное количество запросов за сет (обычно 3), в ходе которых они могут оспорить решение судьи. Система также используется для анализа игры и тренировок.

¶Футбол

В футболе Hawk-Eye применяется в двух ключевых технологиях:

• Goal-Line Technology (GLT) — автоматическое определение пересечения мячом линии ворот. Система отправляет сигнал на часы судьи в течение 1 секунды после события. Используется на чемпионатах мира ФИФА (с 2014 года), Лиге чемпионов УЕФА и большинстве национальных чемпионатов.
• Video Assistant Referee (VAR) — система видеопомощи арбитрам. Hawk-Eye предоставляет видеоматериалы с нескольких ракурсов для анализа спорных моментов (голы, пенальти, красные карточки, ошибочная идентификация игрока). Внедрена в 2018 году.

¶Крикет

В крикете Hawk-Eye используется для анализа траектории подачи (например, определение, попал бы мяч в калитку или нет). Система применяется в телевизионных трансляциях и для обучения игроков. В официальных матчах используется для принятия решений по системе DRS (Decision Review System).

¶Волейбол

В волейболе система используется для определения касания мячом линии площадки (аут или в поле). Внедрена в международных турнирах под эгидой FIVB с 2012 года.

¶Бадминтон

В бадминтоне Hawk-Eye применяется для определения места падения волана. Используется на турнирах BWF (Badminton World Federation) с 2014 года.

¶Хоккей на траве

В хоккее на траве система используется для определения голов и пересечения линии ворот. Внедрена в международных турнирах с 2014 года.

¶Регби и американский футбол

В регби Hawk-Eye применяется для анализа спорных моментов (например, касание мячом земли). В американском футболе используется для определения точного места остановки мяча.

¶Критика

Несмотря на широкое признание, система Hawk-Eye подвергается критике по нескольким направлениям:

• Погрешность — хотя точность заявлена как ±3,6 мм, в некоторых случаях (например, при сильном вращении мяча или его деформации) погрешность может быть выше. В теннисе это приводило к спорным решениям, когда мяч, по мнению игроков, явно попадал в корт, но система показывала аут.
• Зависимость от освещения — при плохом освещении или резких тенях камеры могут некорректно распознавать мяч.
• Стоимость — установка и обслуживание системы требуют значительных финансовых затрат (от 100 000 до 500 000 долларов США за стадион), что делает её недоступной для турниров низкого уровня.
• Замедление игры — в теннисе и футболе запросы к системе могут затягивать ход матча, что вызывает недовольство зрителей и игроков.
• Отсутствие человеческого фактора — некоторые критики утверждают, что полная автоматизация судейства лишает спорт эмоциональной составляющей и возможности для дискуссий.

¶Интересные факты

• Система Hawk-Eye была впервые использована в прямом эфире в 2001 году во время тестового матча по крикету между Англией и Пакистаном.
• В 2006 году на Уимблдоне система впервые заменила судью на линии в теннисе.
• В футболе Hawk-Eye используется для определения голов с 2014 года, когда она была впервые применена на чемпионате мира в Бразилии.
• В 2017 году компания Hawk-Eye Innovations разработала систему для автоматического определения офсайдов в футболе, которая была протестирована на Кубке конфедераций 2017.
• В 2020 году на турнире «Ролан Гаррос» (грунтовый корт) система Hawk-Eye впервые была использована для определения места падения мяча вместо традиционного следа от мяча.

¶Источники

• Официальный сайт Hawk-Eye Innovations (Sony)
• Международная федерация тенниса (ITF) — правила использования Hawk-Eye
• ФИФА — технические отчёты по Goal-Line Technology
• УЕФА — регламент использования VAR
• Научные публикации по компьютерному зрению и триангуляции в спорте