奥运计时术揭秘:千分之一秒差距决定胜负

王朝科普·作者佚名  2008-11-11
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奥运会田径计时系统

奥运会自行车计时系统然而这种精确度要求第一流的计时技术。纵观当前世界,只有两家公司可以满足国际奥委会制定的计时标准。欧米茄是2006年意大利都灵冬季奥运会官方计时器提供商,还是2004年雅典夏季奥运会官方计时器提供商。这一头衔意味着欧米茄在两年一次的奥运赛场上,为比赛的计时工作提供相关技术和人员。日本精工则是2002年美国盐湖城冬季奥运会的官方计时器提供商。夏季奥运会与冬季奥运会比赛项目的特点有天壤之别,而计时方法同样南辕北辙。

夏季奥运会

田径

在诸如持续时间只有10秒的100米短跑等短距离赛跑中,准确计时就显得至关重要。因此,计时的方方面面均要实现电子化,甚至是发令枪如今也电子化了。很多看比赛只关注比赛结束后显示屏上显示的成绩,但并不清楚这个成绩是如何计算出来的。

现在奥运会短跑计时的程序非常先进,也十分复杂。一旦选手双脚蹬在起跑器上,做好启动准备,计时官员扣动发令枪扳机,通过铜线发出电流到起跑器和单独的计时台。电流会启动计时台上的石英晶体振荡器,与此同时,发令枪的声音经由每个选手起跑器的扬声器放大,这样一来,所有参赛选手即可同时听到发令枪响,实现了真正意义上的公平比赛。

而在赛道的另外一端,激光信号则从终点线一端传向另一端,而另一端的光传感器(亦称光电管或“电子眼”)会收到激光发出的光束信号。当选手穿过终点线,光束受到阻塞,电子眼立即向计时台发送信号,记录下选手的比赛用时。同时,与终点线平行安装的一台高速数码摄像机会以每秒2000次的惊人速度,将图像扫描到一个狭窄剖面上。当每名选手跑过终点线时,摄像机会将最先触及终点线的身体部位的电子信号发送给计时台,从而记下他们的比赛时间。

计时台则将比赛时间发送给裁判席和电子记分板。图像则会被发送给电脑,电脑使图像与时钟实现同步,令其处于水平时标的并行位置,构成一幅完整的图像。电脑还会用一个垂直指针记录下每名选手身体最先触及终点线的具体部位。随后,技术人员可以在比赛结束后在30秒内将这张合成图像播放在视频显示器上,帮助裁判确定可能差之毫厘的冠军归属。

在诸如马拉松等长距离比赛项目上,计时钟同样是在电子枪响的同时开始计时。但是,由于马拉松参赛选手众多,使得所有选手同时离开起跑线根本不可能,且有时会有数十名选手同时穿过终点线。鉴于上述考虑,马拉松比赛便需要更为独立的计时系统——射频识别标签(RFID)。每名马拉松选手在比赛前都会在鞋带上系一只轻薄小巧的RFID发射机应答器,以便将其独特的射频信号发送出去。

你注意过安装在马拉松终点线上那一连串的地垫吗?它们由作用堪比天线的铜线圈组成,用以收集每名选手的信号,同时将他们的识别码和起跑时间发送给计时台。射频地垫每隔5公里铺设一个,运动员沿路的行踪由此尽收眼底,还能自动在计时板上显示选手的最好成绩。另外还有一个射频地垫安设在终点线,用以记录每名选手比赛用时。随后,技术人员将每名选手的比赛用时同计时钟(即枪响时间)进行比较。计时钟由发令枪启动,在第一名穿过终点线时停止运行。这项技术广泛应用于在波士顿、纽约和洛杉矶等城市举办的马拉松比赛,由德州仪器等公司提供。

自行车比赛

因为自行车比赛计时面临着类似马拉松的诸多挑战,所以,计时技术也有诸多相同之处。无线应答器将安装在每辆自行车前轮轮胎前缘,可以随时向安装在起点线、终点线及沿途各站的天线发送识别码,这些天线将记录下每名选手的比赛时间,将其发送给计时台进行比较。三台高速摄像机安装在终点线(包括跑道上),提供按照时间顺序确定的选手成绩,如详细记录每名运动员轮胎前部数据的垂直指针,用于帮助确定冠亚军最终归属。这项技术还广泛应用于环法大赛等自行车比赛中,由法国格勒诺布尔的Matsport公司提供。

水上运动

每名游泳运动员的起跑器类似于短距离田径比赛,均安装有一个扬声器,用于宣布由计时官或起跑器启动的时间。在接力一类的比赛中,身在泳池中的选手必须通过按动游泳池壁的触摸板,才能“加标签于”(tag)下一棒的队友。接着,触摸板将信号发送到计时电脑,记录下第一名运动员的比赛时间,同时启动第二名选手开始的时间,并报告给计时板。

这种触摸板由一堆薄薄的PVC和水平带制成,可以记录集中压力(如来自于选手的手),而不是分散压力(如泳池的波浪)。蛙式游泳、自由式游泳、仰泳等个人项目的计时过程均与之类似,比赛期间,选手必须按泳道两端的触摸板,记录下他们的比赛时间。水上项目还采用类似田径比赛的终点摄影(Photo Finish)技术,用于以每秒100帧录下选手冲刺的图像。

 
 
 
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