1. консервативний спорт
2. магнітні ворота
3. Яструбине око
4. Згадуючи минулі дні

Післязавтра - фінал Чемпіонату Європи з футболу. До недавнього часу останнє слово у визначенні голи в футболі завжди залишалося за арбітром. Але прийшла пора розпрощатися з суддівськими помилками і суб'єктивністю. Цього року у фінальній частині чемпіонату Європи з футболу у Франції вперше використана технологія Goal Line Technology (GLT), яка зможе абсолютно точно встановити, чи перетнув м'яч лінію воріт.

Другий тайм фіналу чемпіонату світу з футболу 1966 на стадіоні Уемблі між командами Англії та ФРН закінчився з рахунком 2: 2, і суддя призначив додатковий час. І ось на 101-й хвилині номер 10 англійської збірної, Джофф Херст, пробив у ворота збірної Німеччини. М'яч потрапив у верхню штангу, зрикошетив від неї вниз, відскочив від лінії воріт і відлетів в штрафний майданчик. За правилами гол зараховується, коли м'яч повністю перетнув лінію воріт. Але сталося це в даному випадку? Суддя, швейцарець Готтфрід Дінст, після короткої консультації з помічником, лайнсменом з СРСР Тофік Бахрамову, впевнено вказав на центр поля, зарахувавши гол. Збірна Англії виграла, а німецьку мову збагатився виразом Wembley Tor, «Гол Уемблі», тобто фантомний гол. В англійській мові теж з'явилося нове вираз - «російський лайнсмен», а Бахрамов став у Великобританії справжнім національним героєм. Легенда свідчить, що, коли незадовго до смерті його в черговий (напевно, тисячний) запитали: «А чи був гол?», Він виголосив лише одне слово: «Сталінград».

Більшість систем автоматичного визначення голів, встановлених на великих футбольних стадіонах, засновані на тріангуляції зображень з високошвидкісних камер (Hawk-Eye і GoalControl 4D). Ці системи недешеві і вимагають значної обчислювальної потужності, однак здатні сильно розширити можливості не тільки суддів, а й глядачів: від повтору найцікавіших моментів до візуалізації траєкторії м'яча.

консервативний спорт

Незважаючи на численні повторення подібних ситуацій в матчах як клубного, так і міжнародного рівня, футбол, на відміну від інших видів спорту, до 2000-х років залишався дуже консервативним. Хоча вже на початку 2000-х деякі компанії пропонували різні технічні рішення, як уже випробувані в інших видах спорту, так і розроблені з нуля саме для футболу, FIFA не поспішала з їх впровадженням. Колишній президент FIFA Йозеф Блаттер був категорично проти впровадження технології GLT: він вважав, що це вб'є всю інтригу, а спірні ситуації - обов'язкова частина футболу. Йому вторив колишній президент UEFA Мішель Платіні: «Я не проти технології GLT, я проти впровадження технологій взагалі. Тому що якщо ви одного разу упровадите GLT, за нею піде якась технологія для офсайду, потім для кутового, потім для 11-метрового. І все, ви програли ». Однак нове керівництво FIFA і UEFA після тривалого вивчення досвіду інших видів спорту і експериментальних результатів все ж вирішило дати технологіям GLT зелене світло.

Необхідність таких систем стала очевидною досить давно. У деяких ситуаціях м'яч знаходиться за гольовий лінією дуже короткий час, перш ніж відскакує або вибивається голкіпером. У таких випадках суддя здатний достовірно визначити перетин лінії тільки при швидкості м'яча до 12 км / год, оскільки людське око не бачить об'єкти, що знаходяться в полі зору менше 60 мс. А швидкість польоту м'яча в реальних матчах може досягати 120 км / год, що далеко за межами людського зору. У 2012 році Міжнародна рада футбольних асоціацій (куди входить і FIFA) вніс до правил гри відповідні зміни, і FIFA офіційно сертифікувало кілька подібних систем, що базуються на двох основних принципах.

На сторожі воріт Система GoalRef, розроблена Фраунгоферовського інститутом інтегральних схем (IIS) і датською компанією Select Sport, заснована на взаємодії низькочастотного магнітного поля воріт з котушками і пасивної мікросхемою всередині м'яча. При перетині м'ячем лінії воріт мікросхема генерує відповідний сигнал воріт - приблизно так само, як це відбувається при крадіжці товару, забезпеченого RFID-ярликом в магазині.

магнітні ворота

З початку 2000-х років компанія adidas, виробник офіційних м'ячів для чемпіонатів світу та Європи, спільно з німецькою Cairos Technologies розробляла власну систему GLT для футболу. У штрафному майданчику і воротах прокладалися кабелі, а в центрі м'яча підвішувався на спеціальних еластичних тягах датчик магнітного поля. При перетині лінії воріт сенсор подавав сигнал, який надходив на наручні дисплеї суддів. Система випробовувалася в матчах юнацької ліги FIFA, але не показала достатньої точності.

Однак принцип детектування магнітного поля не був забутий. Він використовується в системах GoalRef, розроблених (спочатку для гандболу) спільно датською компанією Select Sport і німецьким Фраунгоферовського інститутом інтегральних схем (IIS). GoalRef використовує конфігурацію, дещо відмінну від системи Cairos. У м'ячі розташований не сенсор, а три ортогональні котушки (по його окружності, між камерою і зовнішнім покриттям) і маленька пасивна мікросхема. «У штангах воріт розташовані котушки, що генерують низкочастотное магнітне поле, при попаданні в яке в котушках м'яча виникає електричний струм, - каже Інгмар Бретц, керівник проекту GoalRef у Фраунгоферовського інституті. - Він слабкий, але його досить для того, щоб живити мікросхему, яка при перетині гольовий лінії подає відповідний сигнал котушок воріт, - приблизно так, як це відбувається в сучасних магазинах, коли злодюжка намагається винести товар, забезпечений RFID-ярликом ». Система вже була перевірена в матчах датської суперліги і офіційно схвалена FIFA, хоча поки не використовується ні на одному з великих футбольних стадіонів. Основні переваги такої системи - це швидкодія (близько 0,1 с - в десять разів швидше, ніж вимагає FIFA), і відносно скромні апаратні вимоги і ціна.

Яструбине око

Системи, пропоновані британською компанією Hawk-Eye Innovations (у 2011 році придбана Sony) і німецької GoalControl 4D, засновані на абсолютно іншому принципі. Сім високошвидкісних (500 кадрів в секунду) камер високого дозволу стежать за воротами з різних ракурсів, а спеціальне програмне забезпечення відстежує м'яч на зображеннях і за допомогою тріангуляції практично в режимі реального часу (менше 0,5 с) перераховує ці дані в тривимірні координати з точністю менше 5 мм (FIFA вимагає точність в 1,5 см). Системи Hawk-Eye, засновані на аналізі зображень, використовуються в крикеті, тенісі та снукер з 2001 року.

Згідно з вимогами FIFA, інформація про перетин м'ячем лінії воріт повинна бути передана на наручні дисплеї всіх суддів протягом менш ніж 1 с. Насправді і магнітні, і відеосистеми автоматичного визначення голів забезпечують більш швидку (і більш точну, ніж вимоги FIFA) реакцію.

Ці системи недешеві, для них потрібні потужні комп'ютери, і, крім того, системі потрібно бачити в будь-який момент хоча б чверть м'яча, що в деякі напружені моменти проблематично - адже м'яч може бути закритий ногами або тілами гравців. З іншого боку, ці системи мають безліч переваг: вони дозволяють візуалізувати реальну траєкторію м'яча в будь-який момент матчу або подивитися особливо напружені моменти, що сильно підвищує інтерес глядачів, а тренери і гравці оцінять такі можливості, як аналіз траєкторій і швидкостей м'яча. Ймовірно, саме з цієї причини вже 80 великих футбольних стадіонів обладнані системами Hawk-Eye і GoalControl 4D. Все для глядача!

Згадуючи минулі дні

То чи не вб'є впровадження систем GLT інтерес уболівальників? Скоріш за все ні. Крім того, у вболівальників завжди залишиться можливість переглядати відеозапис фіналу чемпіонату світу 1966 року і сперечатися про те, чи був гол. Адже за 50 років, що минули з того моменту, незважаючи на неодноразові дослідження фотографій, кінозйомки, побудови 3D-моделей в Університеті Оксфорда і мемуари Тофіка Бахрамова з його визнанням можливості власної помилки, ні вболівальники, ні судді так і не змогли прийти до однозначного висновку.

Стаття «А чи був гол? »Опублікована в журналі« Популярна механіка »( №7, Грудень 2016 ).