奥运会不仅见证了人类挑战物理极限的精神,也见证了人类挑战技术极限的努力。
7月29日,中国女排迎战卫冕冠军美国女排,第一局比赛进行到9:9,中国队9号张常宁起跳扣球,势大招沉迅如闪电。在随后的视频回放中,张常宁在起跳至最高点时,整个画面突然静止,随即镜头以她为中心,环绕式俯瞰球场中每个运动员的动作表情,无死角展现这一扣球瞬间。
这是被称为“子弹时间”的AI黑科技,效果类似《黑客帝国》电影中“时空定格”技术,使用者将镜头捕捉到的某一精彩瞬间图片发至云端,由云端算力进行实时空间重建和3D渲染,几秒钟完成内容生成,可无缝融入赛事直播,也可剪辑为短视频进行分享。
AI在本届巴黎奥运中的应用不仅如此,还包括赛前训练、赛中判罚、兴奋剂检测、运动员保护等等。从东京奥运会到巴黎奥运会仅相隔3年,但AI技术的发展已经天翻地覆。全流程、全场景的AI技术应用让巴黎奥运会成为首届大规模使用AI技术的奥运会,一张新的“AI+体育”的蓝图已然开启。
市场研究机构Mordor Intelligence的数据显示,2024年AI+体育的市场规模达到了60亿美元,预计到2029年将增长至210亿美元,展现出28.69%的复合年均增长率。
为了促进全球体育公平地受益于AI,国际奥组委(IOC)于今年4月在伦敦发布《奥林匹克AI议程》,在展望AI可能对体育带来哪些影响的同时,提出了IOC引领全球体育领域开展AI计划的框架,“国际奥委会通过发掘人工智能的潜力来促进公平、卓越、团结和奥运体验,激励并加速全球体育的变革。”
在奥运会即将闭幕之际,让我们一起回顾一下,这一届不同寻常的奥运会,用到了哪些AI科技。
赛事转播:名场面的诞生
“假如你有幸年轻时在巴黎生活过,那么你此后一生中不论去到哪里她都与你同在,因为巴黎是一席流动的盛宴。”随着本届奥运会开幕,海明威关于巴黎的名言在网上再度走红。
从致敬《自由引导人民》、致敬《刺客信条》到致敬《歌剧魅影》,从女骑士身披五环斗篷到席琳·迪翁献唱埃菲尔铁塔,在巴黎奥运会这场流动的盛宴中,欢聚的不止是来自各个国家和地区的代表团,还有坐在屏幕前将全场景、超高清、大特写尽收眼底的观众。
观看奥运已经成为一项全民狂欢活动,而这类面向全球转播的大型国际体育赛事,一向也是科技公司的顶级竞技场。8K高清云直播、VR/AR沉浸体验、360度实时回看、3D运动员追踪和数字人主播等技术轮番登场,在赛场外掀起另一番明争暗斗。
这届观众不仅能看到AI加持的8K超高清技术,让奥运直播画面中的每个细节都清晰呈现,还可以通过谷歌的增强型3D转播,进入3D重构的奥运场馆进行沉浸式观看,也可以通过多镜头回放系统,捕捉比赛精彩瞬间,生成慢动作、时间静止等特效。
本届奥运会首次大规模使用云端转播,超过2/3的奥运直播信号通过阿里云支撑的OBSCloud(奥运转播云),从巴黎传输到全球200多个国家和地区。阿里巴巴云转播技术专家张焱嘉在奥运现场接受采访时表示,“云+AI”技术对奥运的再造贯穿“采、传、编、播、存”全流程,涉及面很广,影响最直接的是信号传输环节。卫星传输简单直接,但通道资源有限;光缆传输虽然稳定,但铺设成本和维护成本高昂;相比之下,云传输灵活、经济,具备空前强大的“内容运力”。
阿里云在14个场馆启用“子弹时间”系统,涵盖七人制橄榄球、羽毛球、体操田径、篮球、沙滩排球、乒乓球、摔跤、网球、柔道、霹雳舞、小轮车自由式和滑板等21个项目。
子弹时间造就无数奥运名场面:自由式小轮车女子公园赛决赛中,18岁的邓雅文骑着小轮车高高跃起,她在空中转了两圈车尾,然后平稳落地,回放镜头定格在邓雅文凌空一跃的瞬间,360度展现她在空中的身姿。在乒乓球混双项目上,王楚钦孙颖莎的跳跃、挥拍、走位、转身等瞬间都被定格。
图源:阿里巴巴
在乒乓球和射箭项目的转播中,商汤科技的智慧赛事转播方案通过3D无感知动作捕捉技术,能够在不依赖任何穿戴设备的情况下,实时捕捉运动员的动作和运动轨迹,以及实时获取乒乓球的落点、转速转向和箭矢的飞行轨迹等空间运动姿态信息,并通过AR方式呈现给观众,让观众能够更深入地理解比赛细节和运动员的技术水平。
图源:商汤科技
英特尔的Geti计算机视觉AI平台,根据观众想要看到的内容,提供个性化定制信息,比如某个观众想要看某场比赛中的每一个三分球,AI可以浏览所有镜头,并自动将其组合在一起。国际奥委会首席信息技术官艾拉里奥·孔纳介绍,巴黎奥运会产生约11000个小时的素材,为了快速了解每个片段的内容并进行快速反馈,AI体育平台可以实现自动标记、智能搜索和自动生成高光时刻视频,所有合作伙伴都能下载使用。
在赛事解说方面,AI技术同样发挥着重要作用。巴黎奥运会首次引入了由阿里通义千问提供技术支持的大模型应用,面向国际奥组委官方解说员开放使用,辅助各项赛事解说。
辅助训练:AI是个好教练
8月5日下午,在跳水女子单人10米台决赛中,全红婵以466.2分领先第二名40.8分的巨大优势夺冠。她的“水花消失术”再次震惊全球,五次三跳满分。怪不得网友说:“要不是满分只有10分,妹妹还能拿更高的分。”
全红婵的精彩表现也将中国跳水队背后的“3D+AI”跳水训练系统带入公众视野。
技术辅助在体育训练中由来已久,曾经,教练员每天拿着写字板在训练室里,观察记录运动员的体能程度、动作精度、训练进程。现在,AI彻底改变了他们的训练方式。
比如,“3D+AI”跳水训练系统能够识别出全红婵跳水时的起跳速度、身体姿态、旋转角度、入水角度等细微动作,某次起跳比理想状态稍低几厘米,或者入水角度存在微小偏差。给予这些分析结果,教练团队可以为她进行针对性改进。
无独有偶,中国篮球队也有一个软硬件一体的3v3篮球运动表现分析系统,通过半场篮球赛(3v3比赛标准场地)上架设的5个高清摄像头,对篮球场地进行三维建模,通过3D动捕算法,实时解析所有球员的运动状态和篮球的运动轨迹,
人工智能、大数据等新科技对篮球训练的帮助早有应用,美国NBA球队长期采用Hawk Eye、Breakaway Data、索尼体育等体育科技服务商,例如通过可穿戴传感器捕捉训练过程数据,通过摄像机、动作捕捉、数据分析优化日常训练,索尼体育则采用光学追踪技术,辅助NBA联盟裁判做出精准判罚。
与此同时,AI还在帮助运动员预防伤病。
AI可以通过分析步态、姿势、动作速度等,识别出可能导致运动伤害的风险因素,还能通过传感器和生物信号监测,实时追踪运动员的心率、血压、肌肉疲劳度等关键指标。一旦发现异常,如心率过快、血压升高或肌肉过度疲劳,AI会立即发出警告,调整运动强度或进行休息。数据显示,AI辅助训练能让职业球员平均延长职业生涯2~3年。
AI也在营养和恢复方面发挥作用,根据运动员的训练强度和身体需求提供个性化的营养建议,同时,通过监测睡眠质量、心率变异性等指标,帮助运动员优化恢复过程。
据不完全统计,AI在体育分析中的应用包括:
数据收集:将手动数据收集转变为实时、大规模、精确的数据收集。
数据分析:长期积累运动员个人数据,建立个人档案,进行针对性训练。
视频分析:精确对比运动员动作,给出专业判罚。
记谱分析:识别、注释特定动作。
时间运动分析:帮助制定球员替换策略。
可穿戴设备:实时收集分析运动员体征,预测健康风险。
伤害预防:通过生物力学,识别潜在伤害风险。
奥运会见证科技进步
奥运会不仅见证了人类挑战物理极限的精神,也见证了人类挑战技术极限的努力。
曾经,田径跑道用煤渣铺成,运动员起跑时脚下会出现一个凹陷的坑,叫做“起跑穴”;游泳运动员得在海里比赛;跳高运动员在横杆上搭块白毛巾,以便确认横杆高度。现在,煤渣路变成了塑胶跑道,跑鞋背后的材料和减震技术迭代无数版,轻巧的玻璃纤维、碳纤维取代了沉重的木杆。
曾经,奥运会裁判得趴在终点线目测哪个运动员的鞋子率先冲线,1948年伦敦奥运会才引入第一台终点摄像机“魔眼”,解决裁判员的目测难题。现在奥运会场馆架满高清摄像头,AI裁判能够克服高度、光线等环境影响,精确捕捉运动员的细微动作,回放分解动作,进行精准评分、裁定、判罚。
在2021年2月的北京冬奥会测试赛中,中国自由式滑雪空中技巧运动队虚拟教练“观君”,担任了空技项目的唯一竞赛裁判,完成了个人预决赛、超级决赛、团体预决赛共44人次执裁。据央视报道,观君会对运动员的每一跳做出专业判断,严格判别扣分动作,实时给出运动出台的速度和角度、最高点达到了多少米,还有落地点等信息。
彼时,观君已经在自由式滑雪空中技巧运动队“工作”三年。曾经,教练员每天拿着纸质训练清单,靠经验制定运动员的训练计划。现在,AI教练讲运动员训练中的每一个动作都给出实时数据分析,并给运动员建立专属档案,积累长期训练信息,定制训练计划。在2022年冬奥会夺冠的徐梦桃,就是观君负责的运动员之一。
而在2021年8月的东京奥运会上,基于视觉追踪的AI评分系统已经应用在多个比赛项目中。比如体操项目中,AI评分系统通过向选手的身体及其周边投射红外线,追踪运动员的动作,并实时转换成三维立体图像,对运动员身体的旋转和扭动等动作做出分析,并结合过去的比赛数据,遵照评分标准,判断运动员技术动作的完成度。在沙滩排球项目中,AI视觉系统与运动员比赛服上安装陀螺仪传感器相结合,获取运动员的速度、运动方向以及跳跃的高度等原始数据,推断出对应的击球类型、传球类型,有效地跟踪和预测球的运动轨迹。
而AI与运动设备的结合也能提供更精确的运动数据,比如AI智能足球内置AI芯片,能够在1秒内完成500次动作识别,同时结合肢体追踪技术,可辅助裁判判断运动员是否有手球、越位等犯规行为,大大提高判罚的公正性与准确性。
AI裁判的应用,可以很大程度上降低判罚不清情况的出现率,辅助人类裁判做出更公正的评判。
奥运的传播技术也在不断进步。曾经奥运转播要靠文字广而告之。1964年东京奥运会采用通信卫星与海底电缆进行转播,成功进行了奥运会全球直播,这也让熬夜看比赛成为时代记忆。1992巴塞罗那奥运会突破性地制作数字电视信号,是史上首次使用高清数字电视转播的奥运会。2008年北京奥运会,首次向全世界提供高清转播信号,北京奥运会开幕式向全球传送无压缩版的直播画面突破,延迟只有几十毫秒,甚至能做到实时互动。
而AI与AR、VR的融合则给奥运转播带来新可能。德勤在《2023年体育迷洞察报告》中指出,观众能够定制自己的个性化体验,例如可以从运动员的角度用VR观看比赛,大约三分之一的40岁以下人士表示,他们有兴趣通过VR观看比赛或与朋友共同观看比赛。
从文字传播到8K高清,从报纸广播到云直播,从覆盖小范围到实时覆盖全球,从粗糙人影到VR沉浸,从依靠目测到依靠3D实时捕捉,从堆人力到对算力,奥运会不仅记录了运动员冲击“更高、更快、更强”的高光时刻,也记录了科技在共赢、共享、共同创造中的高光时刻。
文章来源于“陈钢”
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