谷愛凌U型池奪冠，這雙“眼睛”看得最爽！

2月18日，中國選手谷愛凌以第二輪95.25分的最好成績，獲得北京冬奧會自由式滑雪U型場地技巧賽冠軍，這是本屆冬奧會中國代表團取得的第8塊金牌，也是她個人在本次冬奧會上取得的第2塊金牌，此前她已獲得一金一銀。

這項谷愛凌最擅長的運動項目，速度快、動作變化多……U型場地滑雪攝影也素以難度大著稱。賽事要求運動員從一個25至30度的坡上滑下來，并做六七次跳躍動作，如運動員在空中跳起時要抓板、翻轉。

裁判則根據動作完成質量評分，就連經驗最豐富的裁判也不可能完全憑借肉眼看清動作。裁判如何精準評分，這背后離不開科技的助力。

在張家口云頂滑雪公園的U型場地滑雪賽道上，高山滑雪跟蹤拍攝系統始終抓拍著運動員，“隨時準備著給他們一個特寫鏡頭”。“高山滑雪自動跟蹤拍攝系統”是北京市科委重點支持、北京理工大學光電學院教授董立泉課題組承擔的“科技冬奧”重點研發專項。

“這是一個跨技術領域的集成化產品，在抗震、高低溫環境以及智能算法上有它獨特之處，目前在國內尚無同類產品。”董立泉告訴《中國科學報》。

裁判員通過高山滑雪自動跟蹤拍攝設備實時觀看比賽。 北京理工大學供圖

采訪時，團隊成員、北京理工大學教師褚旭紅剛結束張家口云頂滑雪公園戶外作業，冒著嚴寒走在雪地里。冰天雪地里，一陣大風刮來，鏡頭一晃動，畫面就會模糊。

高山滑雪跟蹤拍攝系統基于陀螺穩定平臺，即便在有四、五級風或有一定的震動環境中，依然可以實現4K高清拍攝。

滑雪場的溫度低至零下三、四十度，普通的攝像機通常會在極端天氣下“罷工”，而高山滑雪跟蹤拍攝系統設計有密封圈、溫控加熱。“相當于給攝像機做了一個恒溫箱，可以在-40℃至60℃之間正常工作。”北京理工大學光電學院博士生趙祺森說。

而它最神奇之處還在于，智能識別運動員。雪道滑過來了一群人，有運動員、教練員、陪練，如何迅速找出運動員，這“難倒”了普通攝像機，就連攝影師也需要一些反應時間。然而，通過算法，高山滑雪跟蹤拍攝系統可以自動識別運動員，并快速進行鎖定、跟蹤。

人臉識別并不神秘，但通常對實時性沒有過高的要求，比如用于海關的人臉識別雖然數據量龐大，但動作常會有半分鐘的延遲。

項目組成員在前期調研中發現，高山滑雪的雪道落差大、彎多，有時候接近直角彎，而運動員的速度最快高達130至140公里/小時，攝影師想要抓住精彩瞬間著實不易。

“這就對系統的實時性有很高的要求，否則運動員下一秒已挪動了位置，計算結果是無用的。設計時，設備的識別以及跟蹤是以毫秒計算的。”

褚旭紅告訴《中國科學報》，相比較競速的高山滑雪，U型場地滑雪對動作細節拍攝的要求更高，從20米至200米，10倍變焦保證畫面時刻清晰；自動跟蹤的難度也更大，高山滑雪運動員的運動曲線是自上而下，而U型場地滑雪的運動曲線不僅有上有下，還不時有躍起。有人把它比作“賽場鷹眼”，說的正是它精準的自動跟蹤和識別功能。

“有了高山滑雪自動跟蹤拍攝系統，我們恐怕要失業了。”在延慶國家高山滑雪中心，當地電視臺攝影師打趣說道。

從前拍攝高山滑雪，都是攝影師扛著攝像機漫山遍野去拍攝，路線長、環境冷、費體力，拍攝難度非常大。有了高山滑雪自動跟蹤拍攝系統，只需在野外每隔150米架設一套自動跟蹤拍攝系統，進行“接力”拍攝，便可將高山滑雪運動員自山頂高速滑下的全過程盡收“眼底”。

攝像系統通過識別并捕捉高速滑行的運動員，進行全自動跟蹤拍攝，再將信號傳至電視臺，整個拍攝過程完全實現全自動，無須人工參與。這也就難怪攝影師們發出如此的感嘆了。

冬奧會結束后，高山滑雪跟蹤拍攝系統依然大有用場。據董立泉介紹，這套系統實際上是一個自動識別與跟蹤系統，將來還可用在追捕邊境偷渡、油田偷油，要地防護、監獄管理，或演播室跟蹤拍攝、大型運動場所的搜索識別跟蹤等。

編輯 | 宗華
排版 | 志海