Послезавтра — финал Чемпионата Европы по футболу. До недавнего времени последнее слово в определении гола в футболе всегда оставалось за арбитром. Но пришла пора распрощаться с судейскими ошибками и субъективностью. В этом году в финальной части чемпионата Европы по футболу во Франции впервые использована технология Goal Line Technology (GLT), которая сможет абсолютно точно установить, пересек ли мяч линию ворот.
Был ли гол: хайтек-технологии фиксации мяча на ЧЕ

Второй тайм финала чемпионата мира по футболу 1966 года на стадионе Уэмбли между командами Англии и ФРГ закончился со счетом 2:2, и судья назначил дополнительное время. И вот на 101-й минуте номер 10 английской сборной, Джофф Херст, пробил в ворота сборной Германии. Мяч попал в верхнюю штангу, срикошетил от нее вниз, отскочил от линии ворот и улетел в штрафную площадку. По правилам гол засчитывается, когда мяч полностью пересек линию ворот. Но произошло ли это в данном случае? Судья, швейцарец Готтфрид Динст, после короткой консультации с помощником, лайнсменом из СССР Тофиком Бахрамовым, уверенно указал на центр поля, засчитав гол. Сборная Англии выиграла, а немецкий язык обогатился выражением Wembley Tor, «Гол Уэмбли», то есть фантомный гол. В английском языке тоже появилось новое выражение — «русский лайнсмен», а Бахрамов стал в Великобритании настоящим национальным героем. Легенда гласит, что, когда незадолго до смерти его в очередной (наверное, тысячный) спросили: «А был ли гол?», он произнес лишь одно слово: «Сталинград». Всегда в курсе Согласно требованиям FIFA, информация о пересечении мячом линии ворот должна быть передана на наручные дисплеи всех судей в течение менее чем 1 с. На самом деле и магнитные, и видеосистемы автоматического определения голов обеспечивают более быструю (и более точную, чем требования FIFA) реакцию.

Консервативный спорт

Несмотря на многочисленные повторения подобных ситуаций в матчах как клубного, так и международного уровня, футбол, в отличие от других видов спорта, до 2000-х годов оставался очень консервативным. Хотя уже в начале 2000-х некоторые компании предлагали различные технические решения, как уже опробованные в других видах спорта, так и разработанные с нуля именно для футбола, FIFA не спешила с их внедрением. Бывший президент FIFA Йозеф Блаттер был категорически против внедрения технологии GLT: он считал, что это убьет всю интригу, а спорные ситуации — обязательная часть футбола. Ему вторил бывший президент UEFA Мишель Платини: «Я не против технологии GLT, я против внедрения технологий вообще. Потому что если вы однажды внедрите GLT, за ней последует какая-нибудь технология для офсайда, потом для углового, потом для 11-метрового. И все, вы проиграли». Однако новое руководство FIFA и UEFA после длительного изучения опыта других видов спорта и экспериментальных результатов все же решило дать технологиям GLT зеленый свет. Фото

Необходимость таких систем стала очевидной довольно давно. В некоторых ситуациях мяч находится за голевой линией очень короткое время, прежде чем отскакивает или выбивается голкипером. В таких случаях судья способен достоверно определить пересечение линии только при скорости мяча до 12 км/ч, поскольку человеческий глаз не видит объекты, находящиеся в поле зрения менее 60 мс. А скорость полета мяча в реальных матчах может достигать 120 км/ч, что далеко за пределами человеческого зрения. В 2012 году Международный совет футбольных ассоциаций (куда входит и FIFA) внес в правила игры соответствующие изменения, и FIFA официально сертифицировало несколько подобных систем, базирующихся на двух основных принципах. На страже ворот Система GoalRef, разработанная Фраунгоферовским институтом интегральных схем (IIS) и датской компанией Select Sport, основана на взаимодействии низкочастотного магнитного поля ворот с катушками и пассивной микросхемой внутри мяча. При пересечении мячом линии ворот микросхема генерирует ответный сигнал воротам — примерно так же, как это происходит при краже товара, снабженного RFID-ярлыком в магазине.

Магнитные ворота

С начала 2000-х годов компания adidas, производитель официальных мячей для чемпионатов мира и Европы, совместно с немецкой Cairos Technologies разрабатывала собственную систему GLT для футбола. В штрафной площадке и воротах прокладывались кабели, а в центре мяча подвешивался на специальных эластичных тягах датчик магнитного поля. При пересечении линии ворот сенсор подавал сигнал, который поступал на наручные дисплеи судей. Система испытывалась в матчах юношеской лиги FIFA, но не показала достаточной точности.

Однако принцип детектирования магнитного поля не был забыт. Он используется в системах GoalRef, разработанных (изначально для гандбола) совместно датской компанией Select Sport и немецким Фраунгоферовским институтом интегральных схем (IIS). GoalRef использует конфигурацию, несколько отличную от системы Cairos. В мяче расположен не сенсор, а три ортогональные катушки (по его окружности, между камерой и внешним покрытием) и маленькая пассивная микросхема. «В штангах ворот расположены катушки, генерирующие низкочастотное магнитное поле, при попадании в которое в катушках мяча возникает электрический ток, — говорит Ингмар Бретц, руководитель проекта GoalRef во Фраунгоферовском институте. — Он слабый, но его достаточно для того, чтобы запитать микросхему, которая при пересечении голевой линии подает ответный сигнал катушкам ворот, — примерно так, как это происходит в современных магазинах, когда воришка пытается вынести товар, снабженный RFID-ярлыком». Система уже была проверена в матчах датской суперлиги и официально одобрена FIFA, хотя пока не используется ни на одном из крупных футбольных стадионов. Основные достоинства такой системы — это быстродействие (порядка 0,1 с — в десять раз быстрее, чем требует FIFA), и относительно скромные аппаратные требования и цена. Око электроники Большинство систем автоматического определения голов, установленных на крупных футбольных стадионах, основаны на триангуляции изображений с высокоскоростных камер (Hawk-Eye и GoalControl 4D). Эти системы недешевы и требуют значительной вычислительной мощности, однако способны сильно расширить возможности не только судей, но и зрителей: от повтора наиболее интересных моментов до визуализации траектории мяча.

Ястребиный глаз

Системы, предлагаемые британской компанией Hawk-Eye Innovations (в 2011 году приобретена Sony) и немецкой GoalControl 4D, основаны на совершенно другом принципе. Семь высокоскоростных (500 кадров в секунду) камер высокого разрешения следят за воротами с различных ракурсов, а специальное программное обеспечение отслеживает мяч на изображениях и с помощью триангуляции практически в режиме реального времени (менее 0,5 с) пересчитывает эти данные в трехмерные координаты с точностью менее 5 мм (FIFA требует точность в 1,5 см). Системы Hawk-Eye, основанные на анализе изображений, используются в крикете, теннисе и снукере с 2001 года.

Эти системы недешевы, для них нужны мощные компьютеры, и, кроме того, системе требуется видеть в любой момент хотя бы четверть мяча, что в некоторые напряженные моменты проблематично — ведь мяч может быть закрыт ногами или телами игроков. С другой стороны, эти системы имеют множество достоинств: они позволяют визуализировать реальную траекторию мяча в любой момент матча или посмотреть особенно напряженные моменты, что сильно повышает интерес зрителей, а тренеры и игроки оценят такие возможности, как анализ траекторий и скоростей мяча. Вероятно, именно по этой причине уже 80 крупных футбольных стадионов оборудованы системами Hawk-Eye и GoalControl 4D. Все для зрителя! Фото

Вспоминая минувшие дни

Так не убьет ли внедрение систем GLT интерес болельщиков? Скорее всего, нет. Кроме того, у болельщиков всегда останется возможность пересматривать видеозапись финала чемпионата мира 1966 года и спорить о том, был ли гол. Ведь за 50 лет, прошедших с того момента, несмотря на неоднократные исследования фотографий, киносъемки, построения 3D-моделей в Университете Оксфорда и мемуары Тофика Бахрамова с его признанием возможности собственной ошибки, ни болельщики, ни судьи так и не смогли прийти к однозначному выводу.

Статья «А был ли гол? » опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2016).