本场比赛，大家最关心的问题之一就是，在比赛第51分钟，日本队打进了第二个进球。裁判首先判定足球出界，但裁判却听了很长时间的视频。经过助理裁判的意见，最终判定进球有效。

游戏画面截图

从以上角度来看，相信在屏幕前观看比赛的球迷会认为足球出界了，日本队的进球无效。但视频助理裁判给出的结论是“球没有出界，进球有效”。

根据足球规则，只有整个球出界才算出界。也就是说，出界是指整个球的最大横截面，只有当地面上的所有投影都超过白边线时才算出界。只要这个投影与白色边框重叠哪怕一毫米，就不算出界。

据澎湃新闻援引外媒最新报道称，该球与底线重叠1.88毫米，因此该球不被视为出界。

日本队比赛50分钟关键进球图

显然，有时候肉眼的判断并不准确。

在本届世界杯上，国际足联引进了很多高科技。除了之前被诟病的半自动越位系统之外，这次甚至在足球内部植入了芯片。我们来看看本届世界杯所使用的系统。球还有哪些黑科技呢？

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世界杯上的黑科技

足球技术界长期以来一直致力于将传感器与现有的光学跟踪工具集成，因为这将使VAR（视频助理裁判）和越位审查等决策更加准确、更快，让比赛进行得更加顺畅。

如今这对组合正式进入世界杯，必将成为一个公开的技术测试案例。

阿根廷越位也逃不过半自动越位识别系统

与新兴的体育技术领域的许多领域一样，半自动越位识别系统既是新时代的结束，也是新时代的开始。它还经过多年的研究和测试才投入使用。

此外，本届世界杯使用的球采用外部设计，带来更好的空气动力性能，内部安装传感器，让越位判定更加准确。对此，阿根廷球员想必深有体会。

2022 年世界杯用球内置追踪传感器，这在世界杯上尚属首次

安装在足球内部的特殊传感器经过了六年的开发测试，然后才获得国际足联的全面认证。世界杯可以让新兴技术迅速进入公众视野，其最终应用将远远超出比赛裁判的范围。

当然，大多数观众肯定对新技术有很多疑问：

对此，体育记者本·多塞特采访了多位体育科技行业人士，为这一迄今为止足坛最大胆的实验寻找答案。

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半自动越位识别系统是什么技术？

依据什么原则？

2022年世界杯使用的“半自动越位识别系统”主要由AI驱动，但最终结果是由人类确认的。

每个比赛用球内均放置一套设备。据设计该设备的德国公司 KINEXON 介绍，该设备重 14 克，由两个独立工作的传感器组成：

世界杯用球中心有一个传感器

KINEXON联合创始人兼总经理Maximillian Schmidt表示：“UWB传感器可以给出物体的位置信息，IMU则提供球的三维运动细节。”

只要球被踢、顶、扔，甚至只是被拍，系统都会以每秒 500 帧的速度捕捉相关情况。数据从传感器实时发送到本地定位系统（LPS），该系统由安装在比赛场地周围的一组网络天线组成，用于接收和存储数据并使其可供立即使用。

比赛过程中，当球飞出界外，有新的球被扔或踢到场内成为新的比赛用球时，KINEXON的后端系统会自动切换到新球的数据输入，无需人工干预。

KINEXON 的球内装置由阿迪达斯的悬挂技术提供动力，该技术将传感器放置在球的中心点并将其固定到位。

鹰眼系统实时捕捉球员29个部位

球内传感器与鹰眼光学相机跟踪系统结合使用。鹰眼系统在网球场上名声大噪。足球场周围安装了12个鹰眼摄像机，每秒跟踪球本身和每个球员50次，独立跟踪球员身体上的29个点，包括他们的四肢。

当这两个数据源结合起来时，越位判罚不仅非常准确，而且比过去更快 - 这是国际足联在本次世界杯周期中的主要优先事项。

国际足联技术创新部足球研究和标准主管尼古拉斯·埃文斯表示：“我们在2018年世界杯后进行了例行汇报，认为最大的改进领域是缩短越位判定所需的时间。”

这一目标是通过将KINEXON和Hawkeye的数据输入人工智能软件来实现的；软件运行后，会自动生成自动越位警报给视频裁判，由视频裁判确认，而不需要手动查看视频，这样太耗时。 。

该软件还生成空间数据的 3D 渲染，叠加在电视广播和体育场内的大型显示屏上，让球迷可以直接看到每个审查决定是如何做出的。

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数据有多准确？

进行了什么样的测试？

我们自然可以问这样的问题：“我怎么知道这些数据一致地反映了球员和球的真实位置？”

这里要理解的第一个概念是刷新率（更准确的术语是“帧率”），它以赫兹为单位进行测量，指的是特定显示器每秒更新图像的次数，即刷新率。每秒显示的帧数。目前高清显示器常用的格式标准是50Hz，图像每秒更新50次，即每秒50帧。

如果逐帧播放视频，可以看到相邻帧之间存在细微的差异，并且可以感受到时间的轻微流逝。对于 50 Hz 视频，相邻帧之间的时间间隔为 20 毫秒（对于 60 Hz 视频，相邻帧之间的时间间隔为 16.66 毫秒，依此类推）。

KINEXON 球跟踪系统的数据以 500 Hz 传输，这意味着它给出的位置比真实位置晚 2 毫秒，是标准 50 Hz 视频延迟时间的十分之一。

此外，还采用PTP主时钟来同步KINEXON和Eagle Eye数据之间的时间，精度达到百万分之一秒，从而保证两个信号永远不会出现紊乱。

为了确保系统的每个组件都没有错误，国际足联在受控环境和自然环境中对其进行了测试。

KINEXON 球传感器和 Hawkeye 光学摄像头组合接受了 FIFA 的“Pitch Real Test”。该测试将使用至少 36 个高质量 Vicon 动作捕捉摄像头，并结合为这些摄像头设计的反射标记，放置在球和每个球员身上，以进行超准确的检测。

当球员和球在测试场上移动时，这些 Vicon 相机和 KINEXON-Hawkeye 设备组合同时运行，研究人员比较了两个系统的结果，以评估后者的准确性。

这种测试还使用其他工具来使测试更加严格，例如使用激光来检测高速玩家的冲刺等条件。

36台用于“真实体育场测试”的Vicon动作捕捉摄像机被排列成一圈，以测试自动越位识别系统。

考虑到世界杯是世界上最受关注的体育赛事之一，另一项测试也至关重要：确保球员感觉不到放置在球内的传感器。否则，很容易想象这样的场景：一位著名球员罚丢点球或犯其他错误，并将其归咎于不适应世界杯用球的手感，这将引发全世界的争议。消除这种担忧自然很重要。

比赛用球制造商阿迪达斯负责测试，测试通过两种方式进行。

相关测试在多个职业和非职业比赛环境中进行，例如2021年卡塔尔FIFA阿拉伯杯和2021年阿布扎比FIFA俱乐部世界杯。此外，国际足联本身还组织了几次额外的盲测。

“在与我们的合作伙伴阿迪达斯进行的广泛盲测中，球员无法察觉内置传感器的球和普通球之间的区别，”埃文斯说。

类似的技术已经在实际比赛中经过了多年的测试。 2018 年，KINEXON 配备传感器的足球的早期版本在德国第四级别联赛中与球衣跟踪系统一起使用，并将实时数据嵌入到电视直播中；今年早些时候，在德国学院俱乐部（注：专业设备的新版本用于俱乐部高层的比赛）。与此同时，鹰眼摄像机设置已在本赛季早些时候的欧洲冠军联赛小组赛中使用，以备战世界杯。

当然，这一切都不能保证万无一失。在技​​术领域，不能完全排除不可预见的情况。设备故障的风险始终存在。即使该技术从头到尾都完美运行，如果可能的话，如果该国的一名顶级球员破坏了球跟踪系统，或者声称该系统不准确，那么说服疯狂的球迷就只能靠运气了。

所有这些最终可能都是不可避免的。但相关公司相信，他们在所有指标上都达到了目标，可以将新技术引入世界上最重要的足球赛事。

“世界杯上使用的技术可能是同类技术中最好的，”埃文斯说。

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技术冰山一角

2022 年世界杯上的自动越位检测系统仅触及了此类技术能力的表面，其潜力远远超出了裁判助理的范围。

不久之后，这种将球和光学跟踪与内置传感器相结合的技术可能会成为每个参与这项运动的人熟悉的工具，就像 NBA 的第二光谱跟踪或网球的鹰眼一样。球队和球员可以使用生成的数据进行下一代战术分析，并在比赛转播期间可视化亮点和有争议的决定，吸引更多观众。粉丝们将能够获得大量前所未见的新统计数据。

事实上，这已经开始发生。

上赛季葡超附加赛用球内置传感器

2022年5月，葡超升降级附加赛使用了内置KINEXON传感器的足球，球员的球衣上也有传感器来追踪球员的动作。赛后提供了300多项多个类别的统计数据，包括：

这些数据的可能应用范围几乎是无限的，特别是如果有一天它成为游戏的标准部分并且所有相关方都熟悉它的使用。

施密特说：“我们可以实时使用这些信息来讲述新故事，我们可以用它来创建可以增强并覆盖在真实镜头上的虚拟世界，我们可以用它来深入了解玩家的表现。”

首先，粉丝可以通过这种先进技术享受游戏的新方式。转播画面将会有很多改进，并且会有更多的3D沉浸式图像，类似于观众在2022年世界杯上看到的越位效果图。可以有新的应用方式，观众甚至可以自己控制呈现方式。我们还将看到加载到屏幕上的数据，允许观众设置要在广播上显示的实时直播和数字化比赛镜头。

而这之后的下一波更令人兴奋。虚拟现实世界提供了诱人的潜力。想象一下从姆巴佩、本泽马或您选择的任何其他球员的角度观看一场比赛（甚至整场比赛）。埃文斯和该领域的其他人也希望这些数据最终能够进入视频游戏世界，将现实世界和数字世界融为一体。

这只是在球迷方面。

在虚拟现实技术的支持下，球迷未来或许可以作为球员在场上观看比赛直播。

在 2022 年世界杯之前，随着跟踪设备在足球的各个方面变得越来越普遍，球员和球队现在将拥有大量新数据，尤其是围绕球的数据，这是比赛的真正灵魂。战术制定、回顾分析甚至最重要的方面——球员身体状况和场上表现的提高都摆在桌面上。

“越来越多的联盟现在在思考，‘我们如何利用来自球的新见解来增强现有数据集？’因为它是游戏的核心，”施密特说。

技术一直在改变我们观看体育比赛的方式，2022 年世界杯有望成为一个分水岭。当您看到第一个“半自动”越位判罚时，请记住我们为此付出的努力，并想象在不久的将来会发生什么。