Photo Finish är ett mjukvaru- och hårdvarusystem för att fastställa ordningen för att korsa mållinjen av deltagarna i tävlingen, vilket ger en bild som kan ses upprepade gånger i framtiden.
Fotofinishen fungerar enligt principen för slitsfotografering: bilden projiceras genom en smal slits (och i den digitala fotofinishen är en linje en pixel bred fixerad). Den resulterande statiska bilden "plockas upp" från dessa remsor, som ett mönster på en matta.
Alla moderna fotofinishsystem har en timer synkroniserad med startsignalen. Detta gör att du kan få inte bara målordningen, utan också det exakta resultatet av deltagarna som korsade mållinjen.
Det första kända omnämnandet av användningen av en fotofinish går tillbaka till slutet av 1800-talet, då en vanlig kamera användes för att avgöra vinnaren i loppen . I majnumret 1882 av Nature publicerades ett brev av hastighetsfotografepionjären Edward Muybridge , där det stod att "inom en snar framtid kommer resultaten av viktiga lopp att bero på fotografiet från vilket vinnaren kommer att fastställas." Det äldsta kända fotografiet av en fotofinish är daterat den 25 juni 1890. Förutom utlottningar applicerades snart fördelarna med den då tekniska innovationen på olika sporter med massfinish. Den användes första gången vid de olympiska spelen 1912 i Stockholm [1] . Snart blev de tekniska bristerna med fotografering för att fixa sådana händelser tydliga. Så, under den tid som ridån rörde sig i kamerans slutare, lyckades hästarna göra en väg som var cirka 10 centimeter lång, kameran kunde inte fånga alla de som korsade mållinjen (dock löstes detta problem delvis lite senare genom att använda flera kameror som tar bilder i tur och ordning), etc. Trots Medan förbättrad fotografisk teknik användes för fotofinish åtminstone fram till början av 1940-talet, började experiment redan på 1920-talet med snabbt utvecklande och progressiv filmfotografering.
År 1926 introducerade det danska idrottsförbundet en fotofinishanordning med spaltfotograferingsteknik [2] . 1928 användes enheten vid de olympiska spelen i Amsterdam [3] . En revolution i kombinationen av fotofinish och självtiming inträffade i början av 1930-talet med tillkomsten av Kirby-kameran, en höghastighetsfilmkamera som uppfanns av Gustavus T. Kirby och användes första gången 1931. Tillverkad av Kodak-Bell Lab's hade enheten två linser, använde 60 mm filmfilm och körde med 128 bilder per sekund. Själva mållinjen filmades genom en lins, medan den andra fokuserades på en inbyggd elektromekanisk kronometer med roterande skivor på vilka numeriska markeringar satts. Systemtimern startades genom att avfyra startpistolen [4] . Den officiella debuten för "Kirby-kameran" var vid OS i Los Angeles 1932 . Vid OS 1936 i Berlin lyckades tyska ingenjörer från Zeiss Ikon AG och Physikalisch-Technischer Reichsanstalt skapa något liknande: två asynkrona kameror användes som fotograferade med en hastighet av 50 bilder per sekund, och deras kombination gav den specificerade diskretiteten - 100 bilder per sekund. Enheten betecknades Ziel-Zeit Camera [5] . På samma 30-tal började tekniken med spaltfotografering användas , vilket avsevärt minskade filmförbrukningen och gav mer objektiva resultat av fotokontroll. Nästa steg i utvecklingen av fotofinishtekniken var uppfinningen på 1940-talet av den elektriska metoden att applicera tidsmarkörer direkt på filmen med en upplösning på 1/1000 av en sekund. [6] De första efterkrigs- OS i London 1948 var de sista som använde en "styckprodukt" - en specialtillverkad av brittiska Race Finish Recording Co. Ltd fotofinishsystem kallat "Magic Eye" [7] [8] [9]
1950-talet präglades av en teknisk rivalitet mellan företagen Omega och Longines, vilket resulterade i allt nyare och mer avancerade tekniska lösningar inom sporttiming och fotofinish. 1949 introducerade OMEGA Racend OMEGA Timer, som listas av företaget som världens första serietillverkade fotofinish-system, och debuterade under namnet Photofinish vid vinter-OS 1952 i Oslo 1952 [10] .
1949 presenterar Longines Chronocamera , den första masstillverkade sportkvartskronometern , på grundval av vilken Bolex-Paillard 16H filmkameror 1954, tack vare Longines-företagets ingenjörer, Chronocinegines (Chronosinegin) dök upp - ett foto finish och auto timing device , som gjorde det möjligt att spela in resultat på film med en noggrannhet på 1/1000 s – trots att själva kameran tog upp till 100 bilder per sekund. [11] [12]
"Chronocinegines" har använts flitigt i höghastighetssporter. 1963 introducerade Omega en vidareutveckling av system för fotofinish och automatisk timing, OMEGA Photosprint (OPS1) 35 mm filmkamera, det första betydande framstegen sedan Kirby-kameran kom. Det var hon som blev den första officiellt erkända fotofinish- och autotimingkameran vid de olympiska spelen i Mexico City 1968 - de första olympiska spelen i historien där autotiming erkändes som officiellt. Genom att ta emot en bild genom en slitsslutare med en hastighet av cirka 100 bilder per sekund, gav den tidsmarkeringsnoggrannhet upp till 1/1000 av en sekund. [13]
Vid nästa sommar- OS 1972 i München introducerades en mer avancerad modell "Photosprint OPS 2", som blev ett virtuellt monopol inom denna sektor av sportverktyg fram till början av 1990-talet. Men fotofinishen förblev "svartvit". Den färgades 1981 tack vare OMEGA Color Photosprint (används för första gången vid OS 1984), men på grund av komplexiteten i den tekniska processen och de höga kostnaderna förblev denna modell de olympiska spelens privilegium fram till den digitala revolutionen i mitten av 1990-talet. OS 1988 i Seoul var de sista som uteslutande använde "film" fotofinish och auto-timing system; vid denna tidpunkt nådde filmens hastighet redan 1000 bilder per sekund [14] . Med den höga tekniska och tekniska nivå som uppnåtts hade filmfotofinishen fortfarande allvarliga nackdelar - först och främst den begränsade tiden för att fixa mållinjen. Filmen hade en tendens att ta slut förr eller senare, ibland var den sönderriven eller fastklämd, och processen att framkalla den var arbetskrävande och inte den mest bekväma under förhållanden, oftast långt ifrån laboratorieförhållanden.
För att avgöra vem som "kom först" till den "digitala" fotofinishen skulle själva fotofinishen vara ganska användbar. Enligt OMEGA är den första fotofinishen Scan O'Vision videofinishsystem som skapades 1990, medan ett pressmeddelande om introduktionen går tillbaka till 1991. Det är känt att IAAF :s sommar-VM 1991 såg den första användningen av Seikos Slit Video 1000 HD fotofinishsystem, det första att använda CCD . Dessutom fick tillstånd för dess användning tillsammans med filmsystem från IAAF bara några veckor före den officiella starten av mästerskapet [15] . Samma 1991 presenterar belgiska Intersoft Electronics sin fotofinish - "MacFinish". [16] . Inledningsvis hade både framstående tillverkare och nytillkomna företag ungefär samma position - de tog de första stegen i att använda nyligen uppenbara enheter och elementbas (CCD, persondatorer, etc.) för behoven av sporttiming och fotofinish. "Accutrack"-videoavslutningssystemet visas med konventionella videofilmer, men dess 30 bilder per sekund skjuthastighet begränsar dess användning till friidrottstävlingar på nybörjarnivå. Vid olympiska vinterspelen 1992 i Albertville debuterar OMEGAs Scan O'Vision videofinishsystem - hittills bara i en form - i skridskoåkning. Vid olympiska sommarspelen 1992 i Barcelona använder Seiko en digital fotofinish i friidrott.
De första digitalkamerorna gick igenom samma utvecklingsstadier som tidigare filmkameror - de första modellerna var en digitalkamera som var kopplad till en timer och en kommunikations- och kontrollenhet, som i sin tur var kopplade till en dator på vilken specialiserad programvara installerades att arbeta med mottagen bild. För det mesta användes ett av de snabbaste SCSI -gränssnitten vid den tiden för att ansluta till en dator. Med förbättringen av CCD-matriser mötte utvecklarna problemet med bristen på gränssnittshastigheter för att överföra stora mängder information och en ganska snabb utarmning av ledigt utrymme för informationslagringsenheter som hade mycket blygsamma volymer vid den tiden. Så länge den digitala fotofinishen förblir svartvit.
I maj 1994 debuterade den första färgfotofinishen ColorLynx från det amerikanska företaget Lynx System Developers, Inc [17] . Samma år, vid VM i friidrott i Göteborg , använder Seiko en fotofinish som skannar mållinjen med en hastighet av 4 000 linjer per sekund. [arton]
1996 introducerade OMEGA sin första digitala färgfotofinish OSV3 (om än bara för friidrott än så länge), tillsammans med en annan av dess innovationer - en elektronisk startpistol [19] .
Samma år släpper Lynx System Developers EtherLynx-systemet, världens första fotofinish-kamera med ett Ethernet- gränssnitt , varaktigheten för att få en bild av mållinjen för vilken nu endast begränsades av mängden ledigt utrymme på hårddisken. disk (för partitioner med NTFS -filsystemet ) [17] .
Vid sommar-VM i friidrott 1997 i Aten använder Seiko en 1800 HD-färg digital fotofinish som skannar mållinjen med upp till 4000 linjer per sekund. Dess 32 megabyte RAM räckte för att spela in bara 72 sekunder - för att påbörja ytterligare arbete kopierades innehållet till 230 megabyte magnetoptiska diskar och sedan rensades RAM-minnet [15] .
1998, vid vinter-OS i Nagano , används Lynx System Developers-system i ett antal sporter tillsammans med Seiko-system. Samma år sluter detta företag ett samarbetsavtal med Seiko inom denna sektor av sportutrustning.
2003 introducerade Lynx System Developers det snabbaste fotofinishsystemet i produktionen, EtherLynx PRO, som skannar med 10 000 linjer per sekund i 32-bitars färg med en enda CCD. Samma kamera har också rekordet för bredden på den tagna mållinjen (eller bildens klarhet) - 4000 pixlar.
I början av 2000-talet eliminerades de viktigaste flaskhalsarna - i hastigheten för dataöverföring och deras volym - på grund av den allmänna utvecklingen av datorteknik. SCSI ersattes av IEEE-1394 och höghastighetsnätverksprotokoll (fiberoptiska och vanliga). Endast ett - ett rent fysiskt problem - förblev en stötesten: ju högre skanningshastighet, desto mer ljus behövs för att få en normalt läsbar bild av fotofinishen. Vissa tillverkare (till exempel Lynx System Developers) kunde förse sig själva med mycket känsliga CCD-matriser, men denna lösning var inte tillgänglig för andra. En delvis väg ut ur denna situation var att de flesta tillverkare använde tre CCD-matriser istället för en, vilket i sin tur gav upphov till vissa svårigheter att få en bild av endast mållinjen: på grund av en bredare fångstsektor av sådana system.
Ett modernt digitalt fotofinish-system består av minst en dedikerad digitalkamera som använder den så kallade slits-shooting-principen. Matrisen för denna digitalkamera använder, till skillnad från konventionella kameror, endast en vertikal rad med pixlar för fotografering. Samtidigt kan bildupptagningshastigheten nå upp till 10 000 linjer per sekund, även om det vanligaste är system som skannar upp till 2 000 linjer per sekund. De flesta fotofinishkameror har en inbyggd eller kombinerad timer - i det här fallet, när en bild förvärvas, läggs en tidsmarkör till varje rad. Den resulterande informationen överförs till en dator, där, med hjälp av specialiserad programvara, linjerna limmas till en kontinuerlig bild av mållinjen under den aktiva fångsttiden. Operatören eller domaren för fotofinishen dechiffrerar den mottagna bilden och bestämmer ankomstordningen och/eller tidpunkten för deltagarna.
Ytterligare operationer med bilden bestäms av tävlingens ordning eller regler.
Den resulterande fotofinishbilden är en mellanlänk mellan fotografering och filmning - det är en statisk bild av rörliga föremål, fixerad under en viss tidsperiod i en bild. Om föremålet är statiskt i förhållande till skjutlinjen, så fixeras endast den del som ligger i skjutlinjen. Ju högre hastighet objektet har och ju lägre bildupptagningshastighet, desto smalare blir bilden: en del av objektets yta som korsade fotograferingslinjen kommer helt enkelt inte att fixeras. I den motsatta situationen - låg objekthastighet eller hög bildhastighet - kommer objektet att vara bredare än det faktiskt är, eftersom samma område av dess yta, som korsar undersökningens axel, visades mer än en gång, men lades till i bild. I detta avseende använder olika sporter olika skjuthastigheter, och inom friidrotten gäller det även sporter, till exempel sprint och medeldistans, där idrottarnas hastighet vid mållinjen varierar. [20] [21] I det här fallet kommer bilden som erhålls vid olika fotograferingshastigheter att ha olika belysning - med samma parametrar för kamerans optiska system - mörkare vid hög fotograferingshastighet och ljusare vid låg. Förknippat med ett större behov av ljus är parametrar gällande kravet på bländarförhållandet för den optik som används i fotofinishkameror. En annan funktion är arbetshöjden på sensorn/sensorerna som används för fotografering, som bestämmer längden på mållinjen som kommer att täckas av fotofinishkameran. Med särskilt breda mållinjer (till exempel i rodd och en rad andra sporter) behövs oftast maximala fångstbredder. Om täckningen av befintliga system inte räcker måste arrangörerna använda flera kameror för varje del av mållinjen.
Den höga fotograferingshastigheten har en annan egenskap - när man arbetar under förhållanden med direkt artificiell belysning, driven av en växelström (främst i hallar), erhålls en bild med olika belysningsintensitet, associerad med bärfrekvensen i nätet (fas), vilket i slutändan ser ut som "randig". Ett undantag från de allmänna reglerna finns endast i EtherLynx PRO, där det är möjligt att kompensera för påverkan av en "fasad" ljuskälla.
Förekomsten av ett fotofinishprotokoll är en av förutsättningarna för ratificering av världsrekord i friidrott och ett antal andra sporter som ingår i programmet för de olympiska spelen. Med intåget av digitala höghastighetskameror med fotofinish används de även inom motorsport - alla Formel 1-racingplatser, NASCAR och ett antal andra höghastighetsracingplatser är utrustade med dem.
Ankomstordningen bestäms huvudsakligen av den första ytan på deltagaren som rörde vid mållinjens vertikala plan. Men fortfarande finns det sporter där en specifik del av idrottaren eller hans utrustning bestäms, enligt vilken hans ankomst bestäms. De flesta olympiska sporter beskriver också kraven och hur fotofinishsystemet fungerar.
Enligt 2010-2011 IAAF:s tävlingsregler tar minst två system oberoende av varandra, med kameror installerade på båda sidor om banan, en bild av mållinjen från det ögonblick den korsar körfältslinjerna. Korrektheten av kamerainstallationen bestäms genom att utvärdera bilden av svarta rektanglar (inte bredare än 2 cm) ritade på insidan av mållinjen intill linjen för varje körfält: den resulterande bilden måste ha mållinjens färg, åtskilda av svarta ränder bildade av svarta rektanglar vid skärningspunkterna mellan mållinjen och spårlinjerna. Fotofinishutrustning ska kontrolleras för noggrannhet senast 4 år före start. Inför löpprogrammets start genomför Chefsfotoavslutningsdomaren, Bandomaren och startaren den sk. nolltest för strömkontroll av tidsmätningsnoggrannhet och korrekthet av utrustningsinstallation. För att göra detta avlossas ett skott från en startpistol med en ansluten startsensor vid mållinjen, vilket fixerar det på fotofinishen. Därefter bestäms perioden mellan uppkomsten av dis eller låga och utlösningen av startsensorn: denna tid måste vara konstant och inte överstiga 1/1000 s. För att tydligt identifiera banan för den avslutande deltagaren i sprinten, rekommenderas att använda självhäftande nummer, enligt deltagarens bannummer.
Ordningen på överlägsenhet bestäms av den första ytan på idrottarens bål. Under bålen indikeras idrottarens kropp utan armar, ben, huvud och nacke. För kvinnor tas även hänsyn till bröstet (börjar med bröstvårtan): ganska ofta i sprintevenemang består skillnaden i ankomst just i detta avstånd. Hos män tar man även hänsyn till utsprånget i bäckenregionen, även om denna del av kroppen "kommer först" först när idrottaren slutar springa före mållinjen, vilket oftast sker på medel- och långa avstånd [22] [23 ] . Sedan slutet av 2008, för medelstora och långa avstånd (om loppet inte använder transpondrar (RFID)) i fotofinish "Seiko" och Lynx System Developers använder ytterligare digitalkameror (IdentiLynx), integrerade och synkroniserade med bilden av fotot finish, som fångar de avslutande deltagarna från olika vinklar. Denna innovation berodde på att de rekommenderade självhäftande startnumren på dessa avstånd ofta skalades av långt innan mållinjen. Tidigare har domarna verifierat deltagarnas ankomst och deras antal mot en separat videoinspelning och en fotofinishbild, vilket ibland avsevärt försenade tillkännagivandet av resultaten i dessa evenemang. Seiko, det officiella tidtagningsföretaget för stora IAAF-tävlingar (Champions, World Cups, etc.), tillhandahåller utrustning för dessa starter. De olympiska spelens friidrottsprogram använder utrustning från Omega, Internationella olympiska kommitténs officiella tidtagare sedan 2001.
Vid landsvägscykling är en fotofinish obligatorisk, liksom [24] vid bantävlingar [25] Mästerskapet bestäms av utsidan av däcket på ett cykelhjul som har korsat mållinjens vertikalplan. Med massavslutningar i flerdagars cykelevenemang som Tour de France , Giro d'Italia , Vuelta a España (liksom många andra), är det det enda bedömningsverktyget för att officiellt bestämma ordningen för inträde (ofta skillnaden mellan slutbehandlare i en grupp är mindre än 5/10 000 s) . Tiden som registreras av fotofinishen är officiell; transpondrar , vars avläsningar används i tv-sändningar, går ganska ofta förlorade i spillror eller vid byte av cyklar efter olyckor. Officiella UCI-starter (mästare, världscuper) använder systemen från Omega, UCI:s officiella tidtagningspartner. Vid de stora stora cykelloppen ( Tour de France , Giro d'Italia , Vuelta a España , etc.) är system från Lynx System Developers den officiella utrustningen.
Inom flera grenar av längdskidåkning är användningen av fotofinish enligt reglerna obligatorisk. Mästerskapet bestäms av tån för att fästa pjäxan, och inte av tån på skidan, som det vore logiskt att förvänta sig. [26] [27] På grund av avståndets särdrag är nära avslut inte så frekventa, och därför hörs de vanligtvis. Så relativt ofta tillgripit bilden av fotofinishen vid vinter-OS 2010 i Vancouver .
Fotofinish har använts i short track skridskoåkning sedan slutet av 1990-talet. Men för en mer konservativ skridskosport är dess officiella obligatoriska tillämpning, enligt reglerna, relativt ny - sedan 2008. I dessa sporter bestäms ankomsten av tån på skridskobladet som är i kontakt med isen. [28] [29]
Med tillkomsten av höghastighetsdigitalkameror har fotofinish-system fått stor användning inom motorsport – de är installerade i alla Formel 1-racingarenor, NASCAR och ett antal andra höghastighetsracingarenor. [30] Den maximala fotograferingshastigheten för fotofinishkameran Etherlynx PRO 10K, som har massproducerats sedan 2003, når 10 000 bilder per sekund, vilket gör det möjligt att bestämma ankomstordningen vid en hastighet av 320 km/h med ett gap mellan eldklot på drygt en centimeter.
I utlottningarna - vid loppen och loppen - kan den inte heller historiskt klara sig utan fotofinish-system. På enskilda hippodromer är antalet fotofinishsystem i tiotals, "priset för ett misstag" är bokstavligen mycket högt. Också avgörande i dessa tävlingar är den exakta bestämningen av ankomstordningen. För att säkerställa detta krav så mycket som möjligt installeras ytterligare ett (minst ett) system vid mållinjen, som är fokuserat på den del av mållinjen där loppets favoriter kommer att gå i mål. För att få en bild från båda vinklarna installeras traditionellt en reflekterande spegel på insidan av banan - en "relik" från fotofinish-eran som krävde närvaron av en person (men som inte kunde vara där). Men med tillkomsten av nya system använder många racerbanor också fotofinishkameror från båda vinklarna. I hästkapplöpning bestäms mästerskap vanligtvis av hästens nos, och i hundkapplöpning - av hundens nos. Men även moderna enheter kan ibland inte avgöra vinnaren i de sällsynta fallen när faktumet av ankomsten av "näsa mot näsa" verkligen äger rum. Men fortfarande händer detta ytterst sällan, även om det nästan alltid drar till sig den lokala pressens uppmärksamhet.
Fotofinishen liknar i princip en panoramakamera . Med tillkomsten av EtherLynx PRO-kameran, med dess 4000 pixlar i vertikal upplösning och praktiskt taget obegränsad horisontell upplösning, har ett antal entusiastiska fotografer som samarbetar med sportpublikationer som Sports Illustrated och företag som Getty Images hittat en ny "gammal" användning för foto avsluta kameror - för att ta bilder. Debuten av fotofinishkameran var vid de olympiska spelen 2004 i Aten [31] .