澳洲網球公開賽決賽,「瑞士特快車」費德勒與「蠻牛」納達爾捉對廝殺,費德勒發出關鍵的一球。「OUT!」球被線審判定出界。費德勒看了一看,舉起手來,「挑戰!」球場的大螢幕上播放出「鷹眼」系統的畫面,球往前飛、再飛,然後落地……是個剛好削到邊線的界內球!究竟這個「鷹眼」是何方神聖,可以如此準確的判斷球的落點?又為什麼我們要相信鷹眼而不是裁判的判斷呢?
鷹眼系統的誕生
我們不得不承認,在運動的世界中,只要以人做為裁判,就難免會有某種程度的誤差。以網球為例,隨著科技與球員訓練方法的進步,平均球速愈來愈快,裁判要在球落地的瞬間判定球與邊線有沒有一絲絲的接觸,變得愈來愈困難。而職業運動產業的發達,使得每一場勝負牽涉的利益日益增加,每一個判決當然都被放大檢視。因此尋求比人眼更讓人心服口服的裁判方法,可說是勢在必行。
高速攝影機的出現,似乎帶來了一線曙光。影像速率(也就是每秒可以拍攝的張數)達到每秒數百、甚至數千個畫格,讓我們能更細緻的觀察球的移動。既然這樣,如果在球場邊線上架設高速攝影機,把球落地的瞬間拍攝下來,不就一勞永逸了嗎?
可惜的是,攝影機架設的位置是固定的,而球落地的位置則不固定,當球離攝影機愈遠,就愈難看清楚。同時,照片拍下的時間間隔是事先決定的,並不會隨著來球做調整,也就是說球落地的瞬間很有可能剛好是在二個畫格之間。事實上,說落地的「瞬間」本身就不太精確,因為球既然是非光滑的彈性體,觸地反彈時會發生形變,甚至貼地滑行一段距離,和地面的接觸會維持一段時間,這更增加了判斷最早觸地點的難度。......
[更多詳細內容請參閱《科學少年》2017年7月 ]