來源/閆躍龍

文/閆躍龍

北京冬奧會閉幕已經一個多月了，但是精彩仿佛還在昨天。

其中，中國速度滑冰隊的成績可圈可點，速滑隊運動員在男子500米比賽中以超冬奧會紀錄的成績奪冠，實現了1980年參加冬奧會以來，我國速度滑冰男子項目的歷史性突破。與此同時，女子1500米、女子5000米、男子1500米、男子集體出發、男子團體追逐等項目均創造了冬奧會歷史最佳成績。

成績的取得當然和運動員與教練員們的努力密不可分，不過很多人不知道的是，亮眼成績的背后也少不了黑科技助力。

當體育遇到黑科技會發生什么？

之所以專門說起速度滑冰，因為這個項目被稱為“大道速滑”，場地周長400米，和標準田徑賽場一樣，是人與時間的賽跑。相比歐美速滑強國，我國在速滑多數項目上一直差距較大，所以這次的突破令人驚喜。

據了解，速度滑冰選手的最高時速高達50-60千米，選手之間的成績差距往往只在毫秒之間，這決定了要提升成績必須在每一個動作、每一個細節上下功夫。在“起跑”、“疾跑”、“直道”、“彎道”等不同階段，運動員的不同姿態都會影響成績。如在彎道階段，身體傾斜的角度、轉彎半徑，冰刀是否沿切線著冰，最后沖刺階段的滑跑和最后一步更早讓冰刀觸及終點線等都決定著比賽結果。

之前，選手們也用過一些科技的手段，諸如光學或傳感器的動作捕捉來采集運動姿態數據、分析優化以輔助訓練，但這些手段要么在速滑的大場地上部署困難、成本高昂，要么需要穿戴干擾運動過程。

有沒有能夠高效、低成本而且部署簡單的黑科技呢？答案是肯定的，這就是中國速度滑冰隊訓練中使用的黑科技：英特爾? 3DAT三維運動員追蹤技術。

據英特爾公司首席工程師余志洪介紹，英特爾? 3DAT技術基于先進的計算機視覺和AI技術，從訓練視頻源中提取速滑運動員的關鍵骨骼點信息、關鍵部位姿態、運動軌跡等進行三維重建，隨后3DAT通過AI分析數據，生成運動員生物力學數據的參數集，這樣訓練團隊就能基于這些參數集對運動員進行分析評估、優化訓練。

之所以說是黑科技，首先是因為其部署簡單、成本低，只需要在訓練場旁邊架設普通的攝像機就行，攝像機的數量也要求不高。英特爾? 3DAT技術的合作伙伴璇米科技李洪剛介紹，像1800平方米的大場地，只需要2-4個攝像頭就能采集運動員的所有動作，甚至一部手機拍攝的視頻也能支持3DAT完成動作捕捉。

以速度滑冰項目為例，可以具體看看3DAT技術的價值所在：在起跑階段，3DAT技術在運動員全身定義23個動作捕捉點，可以生成運動員的步頻、蹬冰時間、懸空和地面的時間、膝關節角速度、起跑角速度等參數集，而在直道加速階段，3DAT可以得到核心關節、膝關節、髖關節的旋轉角度和角速度，以及運動員的質心的軌跡和加速度，有了這些數據，教練員就可以精準分析，整理并提出科學訓練計劃和專業策略，有效提升訓練效率。

打個比方，有了3DAT技術，運動員就可以真正獲得科技的賦能，如虎添翼，達到“人機合一”的智能運動，在“更高、更快、更強”上不斷挑戰極限。

兩屆奧運會十項全能金牌得主、英特爾奧林匹克技術事業部產品開發工程師Ashton Eaton的話可以說代表了運動員的心聲：“在體育運動領域，人們運動時的自我感覺和真正表現之間存在著巨大差距。當我進行100米沖刺時，我會和教練一起做調整，把時間縮短幾分之一秒，但這都是憑感覺，有時有效，有時無效，因為我并不是完全了解自己的身體在做什么。而3DAT可以讓運動員精準地了解自己的身體在運動時的動作，這樣他們就可以更加準確地做出調整，變得速度更快、表現更好。”

看不見的黑科技

這些是我們看得見的黑科技，實際上，英特爾? 3DAT技術背后還有我們看不見的黑科技，它們是科技助力體育的技術底座，堅如磐石。

在智能時代，數據是新的生產資料，算法是新的生產關系，算力則是新的生產力。在為速滑運動員“如虎添翼”的過程中，既有攝像頭采集來的復雜而龐大的訓練數據，也有精心設計的、對數據進行分析的生物動力學算法，當然還有賴于第三代英特爾? 至強? 可擴展處理器帶來的澎湃算力。

簡單來說，3DAT技術的獨特性可以總結為四個字：快，穩，精，大。

在用科技輔助訓練時，教練員往往需要盡快看到數據結果，因為這樣才更有針對性，提升訓練效率，第三代英特爾? 至強? 可擴展處理器支持8通道DDR4，64條PCI EXPRESS 4.0通道，而且集成了英特爾? 深度學習加速技術，讓CPU可以為AI加速，實現更高時效。

一個展現3DAT技術“快”的例子是冬奧會開幕式上的“和平鴿雪花”節目，600名小朋友在上面無拘無束的奔跑，腳下出現實時的絢麗特效，背后就是3DAT技術實時追蹤他們的位置，實時進行動作捕捉，實時定位、實時渲染。據了解，這個節目只用了4顆第三代英特爾? 至強? 可擴展處理器就支撐了如此復雜的實時動作捕捉實現。

而且，第三代英特爾? 至強? 可擴展處理器還有很多“小伙伴”：英特爾? 傲騰? 技術，提供充足數據存儲容量的同時，還憑借低時延特性確保數據處理的效率；英特爾? Scalable Video Technology則支持攝像設備采集的大量數據進行高效編碼，確保生成報告或者視頻播放的低時延。

“穩”是零干擾，之前運動員需要穿戴傳感器才能動作捕捉，非常干擾運動效果，但是有了第三代英特爾? 至強? 可擴展處理器支撐的3DAT技術，以及先進的AI和計算機視覺算法，系統可以直接從訓練視頻中提取數據分析，實現了零干擾。

而且，在大算力的支撐下，視頻數據讀取、預處理、缺失幀修復、運動數據生成圖像處理都可以更精準，加上英特爾? OpenVINO? 視覺工具套件的支持，更是可以實現精準的視頻數據讀取、智能分析處理、人體三維運動信息提取等工作。以速度滑冰項目為例，測量誤差可以控制在5毫米以下。當然上面也提到了大范圍的支持，只需要2-4臺攝像頭，甚至只通過手機就能實現采集的視頻素材生產生物力學數據模型，這些都與3DAT技術的AI分析模型的先進性密切相關。

所以，3DAT技術不只是一項黑科技，而是黑科技的強大矩陣合集，它們一起支撐起競技體育的蛻變。

這種蛻變之顯著，就像從3DAT技術中受益匪淺的知名運動訓練服務機構EXOS公司高級副總裁克雷格·弗萊德曼（Craig Friedman）所說，“我們以前沒有這些（指標）信息，3DAT技術所帶來的巨大飛躍，就像從上世紀50年代的黑白電視到現在的電視。實際上，差別就是這樣大。”

后記：更大的想象空間

科技讓體育更精彩。就像至頂科技CEO高飛所說，3DAT技術助力體育訓練，就像科技為體育增加了一雙眼睛，可以讓教練員、運動員洞察每一個動作，提升競技水平。而且，科技也為體育增加了一個新的維度，讓體育更有魅力，冬奧會開幕式中的雪花節目就是這樣。

更重要的是，科技在助力體育的同時，也將普惠大眾。英特爾? 3DAT運動員追蹤技術就是如此，目前主要是賦能競技體育，但是展望未來，也在走出奧運訓練，走出體育，走向大眾。

英特爾公司首席工程師余志洪透露，英特爾與亞馬遜合作，已經推出3DAT Cloud SDK，第三方開發者可以利用其開發動作捕捉相關應用。這意味著3DAT技術的應用門檻進一步降低。

事實上，3DAT走入我們的日常生活非常有想象空間。例如，有了3DAT技術，我們在家里對著手機、電視健身時，應用會實時追蹤我們的健身動作，給出相關改進建議，健身變成了智能健身。

又如，3DAT技術可以助力體感游戲，人在物理世界中的每一個動作都可以準確轉化為游戲中的動作，而且這種轉化是近乎實時的，游戲體驗更流暢。

這樣的未來值得期待。

參考資料：

【1】北京冬奧一項AI黑科技即將走進大眾：實時動捕三維姿態，誤差不到5毫米，量子位

【2】3DAT助力冬奧開幕式及賽前訓練：這究竟是什么「神秘黑科技」？，機器之心

【3】探訪奧運背后的科技力量：彰顯體育魅力，推動社會進步，騰訊網