爆料!世界杯你所不知的技术潮

2018-08-08 15:34:42 信息化视听2018年7期

马开春

四年一届的世界杯如火如荼,32支球队在球场挥汗如雨角逐大力神杯,全球数十亿球迷为之呐喊、疯狂。为了争夺世界杯的主办权,各个国家也是拼尽了全力,毕竟一直以来,世界杯都是最赚钱、花费最多的赛事。

世界杯主办方国际足联(FIFA)每四年都能通过这项赛事获得数十亿美元的收入。在2014年的世界杯中,国际足联从中获得了48亿美元收入,利润高达26亿美元。其中转播收入超过24.3亿美元,广告赞助带来16亿美元,门票销售则有5.27亿美元。

据外媒预计,本届世界杯将为国际足联带来近60亿美元的收入,较2014年增长25%。另外,2018年世界杯预计会有32亿名观众收看,转播收入或将升至30亿美元,主办机构赚得盘满钵满。

主办国当然也是获益不菲。俄罗斯世界杯组委会主席阿列克谢·索罗金表示,本届世界杯为俄罗斯带来的收益将超过前三届的巴西、德国和南非,预计达150亿美元。同时,俄罗斯前副总理Arkady Dvorkovich也表示,世界杯足球赛的准备工作在过去5年中给俄罗斯经济带来了140亿美元的贡献,约占该国GDP的1%。从筹备世界杯以来,俄罗斯已创造大约22万个就业岗位。未来5年,俄罗斯还可以再创造16万至24万个工作岗位。

对于技术派,世界杯当然也是一场技术的盛宴。从最早的电视转播,到互联网时代的“博客世界杯”、“微博世界杯”、“朋友圈世界杯”以及各种社交平台的“社交世界杯”。每个阶段特色的世界杯背后都是有着无数的黑科技。

世界杯看分辨率演变

今天,我们坐在高清、4K大屏幕面前,球员的每一个嘴角微笑细纹,每一滴汗珠渗出都能一覽无余。对年轻一代来,这是如此理所应当的体验,你却很难想象在几十年前的观看体验究竟如何天壤之别。

1970年墨西哥世界杯,彩色电视直播第一次出现在了大家眼前,尽管画面实在是粗糙,但球迷们终于能够看到草坪是绿色的,球员的衣服是红色、黄色、白色的,与只有黑白二色相比,人们对世界杯的从此有了彩色的记忆,这被称为足球历史上一个划时代的转折点。

2002年日韩世界杯,日韩共同引领的高清技术直播,也就是现在我们所说的1080p,继彩色电视直播后,这将电视观赛的体验上升到了一个全新的高度。

8年之后,到2010年南非世界杯,3D技术被首次应用于世界杯,激起了人们对3D的无限想象。

2014年,一场跨越式体验被引进了直播,4K超高清技术得以运用于部分场次的直播,这在世界杯历史上还是第一次。一家视频设备供应商通过4K信号进行3场比赛的转播,分辨率包括3,840×2,160和4,096×2,160两种像素,3场比赛都位于巴西里约热内卢的马拉卡纳球场,分别是一场1/8决赛、1/4决赛和万众瞩目的决赛。可以说,这也是继2010年南非世界杯尝试3D影像直播后的又一项分辨率创新革新。

模拟、标清、高清、3D到4K,世界杯从来都不吝啬于技术的使用,可以说远远走在了商业应用的前面。你能想象到16年前就有如此热门的应用中采用到了高清技术吗?即便是今天卖场里铺天盖地的4K电视机,都还没有大规模播放内容支持。而早在多年前,世界杯就敢于大胆尝试。从另一个角度来说,世界杯在引领着技术应用的潮流,一点也不夸张。

4K之后,分辨率的革命是否就结束了?对于这个问题,仁者见仁智者见智,世界杯也给出了自己的答案。在2018年的世界杯期间,球赛内容在里约热内卢著名的明日博物馆进行广播。8K信号以200Mbps视频流的形式从莫斯科国际广播中心传送到东京。随后经由纽约的Intelsat入网点传送给Intelsat。信号通过IntelsatOne地面网络传送到亚特兰大,并使用专门的NTT8KHEVC实时编码器重新编码为90Mbps规格。视频压缩完成后,通过NewtecMDM-6100DVB-S2调制解调器调制,然后上传至Intelsat14卫星。这是该公司向拉美地区分发高清和4K内容的卫星。

“8K技术仍在继续演进,压缩技术标准也有必要进一步提升。Intelsat的卫星已经证明了自己向全世界数百万观众分发8K内容的能力。自成立以来,Intelsat的卫星解决方案一直在内容分发上走在创新的前沿。通过这次8K演示,观众可以身临其境地体验比赛,仿佛与自己最爱的球员并肩作战。” Intelsat表示。

当然,8K视频源进入普通消费领域肯定不是一蹴而就,但世界杯这样的大型赛事的应用,对于公共场合的超大屏幕8K视频直播至少可以说是指导性。

8K卫星和视频信号的传输能力已经被验证,8K硬件端的支持已经就绪。此前,夏普等日系厂商展示了拥有7,680×4,320分辨率的Super Hi-Vision 8K液晶屏。同时,8K设备量产所必须的面板也在逐渐得到满足,富士康就在去年耗巨资610亿在广州建立了10.5代面板线,目前该面板厂已动工,并将在今年投产。京东方也开设有10.5代面板线,并已提前投产,预计将为更多厂商提供8K电视面板。此外,华星光电、三星、LGD、TCL等面板厂商也先后开设了大尺寸8K面板线,促进8K产品普及提前到来。

今年InfoComm China展会,台达携手其关联企业Digital Projection International Ltd.,在展会上率先发布并展出全球首台超高亮度8K激光投影机INSIGHT LASER 8K,显示影像像素3,300万,相当于4K显示的4倍。

从技术角度来看,显示设备,小到手机,到电脑显示屏,大到高清电视,到户外投影,都在追求更高的解析度,8K会到来没有疑问,主要是技术实现的问题。最近几年显示技术的突破是比较大的,一方面,TI推出了4K级芯片,很大程度支撑了高端投影技术的发展;另一方面,在实际应用中的系统设计层面,也有很多基于4K所做的技术上的延伸,手段已经越来越成熟。Vivitek(丽讯)大中华区暨亚太区总经理施彦名先生认为这两年将是8K比较关键的发展时期,日本东京奥运会会是8K发展的一个重大利好事件。他指出,“2020年东京奥运会将会全面采用8K直播。奥运会作为全球性的体育盛会,也是展示顶尖科技的舞台。我们认为这也将是8K的一个舞台。”

有了5G,一切都不是问题

与4K相比,8K除了在分辨率上提升了4倍,在色深、色域、对比度方面都会大幅提高,从观看体验上来看,由于景深效果更好,8K更能给人带来身临其境的感觉。但是,我们不得不面对的问题是,4K所占的内存已达TB级,8K随便就达到了几个TB。当年的网络传输如何支持8K内容的传播。

而5G技术的落地,让8K在传输方面的困境问题立刻被解决。5G是4G之后的一项全新网络技术。相比于目前的网络传输速度,5G网络的最大下载速度将达到1.25GB/s,相当于几秒钟就能下载一部1080p全高清的电影。5G网络正式落地时,8K视频的应用再也不会因为网络而受限。

在本屆世界杯,5G网络就为高质量的信号传输提供了一个样板工程。世界杯场馆容纳几万人,甚至会出现上万人同时发送朋友圈、facebook等社交媒体信息的情况,这对网络容量是一次极大的挑战。对此,俄罗斯世界杯的通信服务商在11个承办赛事的城市部署了“5G试验场”,正式开启了5G实验之路。

据悉,俄罗斯在11个比赛场地部署了大量的Massive MIMO天线,这是目前欧洲最大规模的Massive MIMO部署。

Massive MIMO是5G的关键技术之一,目前也部署于4G网络中。Massive MIMO在基站侧部署大规模天线阵列,通过波束赋形和波束控制技术,用相同的时频资源同时服务多个现场观赛的用户,从而大幅提升容量。

此外,本届世界杯还运用了5G通信技术支持观众通过VR远程观赛。圣彼得堡球场内架起了无数高清摄像头,600公里外的莫斯科居民将第一次戴上VR眼镜,在5G网络的支持下,一睹世界杯的比赛实况。

其实俄罗斯世界杯并非是5G第一次在体育赛事上露面,从去年的韩国平昌冬奥会,到今年早些时候美国的“超级碗”,主办国家均借此机会对5G网络进行了测试。俄罗斯借世界杯的举办打通5G技术关卡,为打造5G驱动的智慧物联网城市提前布局。

韩国、美国、俄罗斯均已入局,报道称,中国移动已经完成5G的基础技术开发,2018年将在部分地区推进商用化,2019年开始将把中国的100多万处4G基站更新为5G,力争2020年开始在全国开展服务。

AI真能改变世界杯吗

对球迷来说,预测赛事结果简直就是世界杯期间最热衷的活动。相信大家都还记得“预测帝”章鱼保罗,这只章鱼预测的2008年欧洲杯赛事,命中率高达8成,加上南非世界杯的预测,保罗预测的总准确率达到92.85%。这条让人难以置信的鱼被称为“神奇章鱼”。

今年,人工智能技术在世界杯预测的利用让人充满了无限期待。据悉,俄罗斯彼尔姆国立研究大学物理系大四学生维克多.扎科派洛建立了一个能预测2018年世界杯冠军的神经网络。扎科派洛进行了大量的研究,得出了对比赛结果产生最重要影响的几条标准,然后将数据输入网络,综合各项参数进行分析计算后,他得出结论,世界杯前三名将是德国队、巴西队和阿根廷队(本期杂志印刷之时,已证明该“人工智能”不太靠谱)。

彼尔姆国立研究大学称,这项预测的准确度超过80%。同样看好德国队夺冠的不止大学,还有银行。瑞银集团在最近发表预测称,其全球财富管理部门使用计量经济学工具进行预测,结果称德国队夺冠概率高达24%。紧随其后的是巴西和西班牙队,分别为19.8%和16.1%。

有了人工智能分析,结果预测变得更加有趣,看上去充满了理论依据,可又让人难以置信。游戏公司EA宣布使用旗下游戏《FIFA 18》模拟预测今年世界杯冠军最终会由法国获得。更厉害的是,胜负分数都被预测了:法国在和局的情况下以点球方式与德国分胜负,终以4:3险胜。

哈哈,是不是觉得很有趣,很无厘头,但又觉得还是有几丝可信(印刷之前的确如此)?

然而,这些看起来无厘头的预测,其实完全是有依据可循的。四年前,百度、微软等公司就成功预测了世界杯的16强、8强和4强。预测赛事的原理大抵相同,在专业领域建立计算模型,导入相关数据,机器即可推演出结果。

扎科派洛认为,天气、裁判、球员心情、球场状态、球员身体状况、伤势和在比赛中的碰撞都会影响比赛结果。因此,他在研究中使用了2006年、2010年和2014年世界杯的数据资料。

瑞银集团也派出18名分析师组成的团队进行研究,并对比赛进行了1万次计算机模拟。分析人员使用了团队实力、资格赛记录和过去世界杯表现等因素。

大数据分析的结果还不仅仅是预测结果这么局限。如果能把大数据灵活应用起来,对球队的战术、球员状态进行分析,甚至还能主导各个球队的胜负结果。而且,大数据在主导比赛结果中的作用,已经被各个国家重视了起来,2014年世界杯德国队夺冠后,就与软件公司思爱普(SAP)进行合作,开发“Match Insights”系统。

该系统通过转用导弹追尾技术的高清像头追踪球员和足球的移动情况。基于1场比赛约400万份数据推算出球员间的理想距离以及展开配合的时机。目前,德国队拥有专供队内球员等使用的APP,可通过智能手机等终端,获取根据数据提取加工而成的影像和图表。通过这一APP将能够清晰掌握世界杯参赛队伍主要球员擅长的射门角度或线路以及个人习惯。

国际足联也从俄罗斯世界杯开始“放宽限制”。32支参赛球队在比赛中将使用2台终端,用于接收赛事主办方提供的高清摄像机获取的数据。此外还允许上场球员佩戴带有全球定位系统(GPS)功能的设备,以获得比赛中的数据。看台上的分析师也能和替补席互相传送数据。设想的应用方法比如,通过将球员运动量下降等情况进行可视化,并以此为依据实施换人等。

日本队对大数据也是很追捧的,国足让球员佩戴具有GPS功能的小型终端,从2年前开始测定选手冲刺的次数等,活用于身体状态管理。日本国家队体能教练早川直树表示“(通过佩戴小型终端)更容易观察选手的身体负荷情况”。

面对越来越聪明的人工智能对各种大数据的分析,人脑似乎显得愚笨了。如果说大数据分析对比赛结果真的能有较强的预见性,那是不是说对足球比赛也能发挥甚至起主导作用呢?要真是那样,那以后踢世界杯派几个机器人上场或许就可以了,比赛结果也可以毫无悬念,但那还是世界杯吗?

VR世界杯的新花样

對于很多年轻人来说,要不是世界杯,恐怕好久都没有坐在沙发上好好看过电视了,世界杯实属难得的家庭聚会方式。那天儿子问我:“怎么没有看到中国足球队呢?去哪儿了?”我很无奈地用了一句流行语回答他:“中国除了足球队没去,其他都去了。”

俄罗斯媒体预计,世界杯期间有十万中国球迷抵达莫斯科。白岩松也在直播连线中援引数据称:“中国球迷购买世界杯球票的数量,在所有国家中排名第九”。而中国球迷世界杯期间在莫斯科预订酒店的数量已经排在外国球迷预订量的第二位。有报道称,世界杯前一周,10万只湖北产小龙虾从武汉抵达莫斯科。

可见,球迷对于世界杯的热衷,已经没有任何一项体育赛事可匹敌。

那么问题来了,除了乖乖坐在电视机面前,或者手捧移动电子设备,还剩下的那么多没有办法去到世界杯赛场的球迷咋办呢?除了传统的电视、社交媒体,如何给全世界的球迷带去更身临其境的观赛体验,让他们更好地融入到赛事中去?

4年前就有报道称,2018年的俄罗斯世界杯可能会使用全息投影转播技术来直播,也就是通过无数个摄像头360°无死角拍摄比赛,然后利用3D投影技术把比赛内容完整地直播出来。在全息投影技术下,你可以把比赛画面完美克隆到任何球场,“身临其境”般参与比赛,也可以把比赛画面微缩于餐桌之上,看22个小人在餐桌上往返奔跑,就仿佛玩桌游一样。

但是从今年来看,全息技术还是没有普及开。英国《每日邮报》曾报道,2020年东京奥运会就将采用3D全息实时投影技术。日本通信运营商NTT开发的新3D全息投影转播技术,通过3D投影投射出真人大小的选手虚拟立体影像,让人仿佛置身其中,完全重现激烈的比赛现场。NTT表示,该系统不要求参赛运动员佩戴运动传感器,观众也不需要戴3D眼镜就能够如现场般观看比赛。

不能观看全息世界杯。但今年却有一个新的特别的观看姿势被BBC尝试——用VR眼镜。BBC以VR来全程直播世界杯的33场赛事,只要观众有iOS、Gear VR、Oculus GO和 PlayStation VR设备的话,就可以选择“在最靠场地的位置”或是“豪华包厢俯瞰视野”两种视野来观赛。

这个“在最靠近场地的位置”应该就是球场边缘,摄影记者们所使用的地方。这个位置可以最近距离感受到球员把球射进龙门的震撼感,但是有一个缺点:球员之间的精准传球从这个角度是看不到的。于是,BBC想出了一个办法,在这次的VR直播中加入了另一个 “豪华包厢俯瞰视野”,让观众能以球场上VIP包厢里的视角来观看球赛。

当然了,不管你是从哪个观看角度,都肯定是有一定缺陷的。但无论如何,VR作为新一代技术在世界杯这样的赛事中有了应用,随着5G技术的发展,网络信号传输、处理不再受限时,或许VR在各个领域的应用都会来得比预料的快。