Photo finish je softwarový a hardwarový systém pro stanovení pořadí průjezdu cílem účastníky soutěže, který dává obraz, který lze v budoucnu opakovaně prohlížet.
Fotofiniš funguje na principu štěrbinové fotografie: obraz je promítán úzkou štěrbinou (a v úpravě digitální fotografie je fixní čára široká jeden pixel). Výsledný statický obraz se z těchto pásů „sbírá“ jako vzor na koberci.
Všechny moderní fotofinišové systémy mají časovač synchronizovaný se startovacím signálem. To vám umožní získat nejen pořadí v cíli, ale také přesný výsledek účastníků, kteří projeli cílem.
První známá zmínka o použití fotofinišu pochází z konce 19. století, kdy se k určení vítěze v závodech používal obyčejný fotoaparát . V květnovém čísle časopisu Nature z roku 1882 byl uveřejněn dopis průkopníka rychlostní fotografie Edwarda Muybridge , v němž se uvádí, že „v blízké budoucnosti budou výsledky důležitých závodů záviset na fotografii, ze které bude určen vítěz“. Nejstarší známá fotografie fotografické úpravy je datována 25. června 1890. Kromě loterijních sázek se výhody tehdejší technické inovace brzy uplatnily v různých sportech s hromadným zakončením. Poprvé byl použit na olympijských hrách v roce 1912 ve Stockholmu [1] . Brzy se ukázaly technické nedostatky fotografie pro opravu takových událostí. Takže za dobu, co se v závěrce kamery pohybovala opona, si koně stihli udělat dráhu dlouhou asi 10 centimetrů, kamera nedokázala zachytit všechny projíždějící cílem (tento problém se však částečně vyřešil později střídavým používáním několika fotoaparátů) atd. Přes Zatímco minimálně do počátku 40. let se používaly vylepšené fotografické techniky pro konečnou úpravu fotografií, experimenty začaly již ve 20. letech s rychle se rozvíjející a progresivní filmovou fotografií.
V roce 1926 představila Dánská atletická federace zařízení na úpravu fotografií využívající techniku štěrbinové fotografie [2] . V roce 1928 byl přístroj použit na olympijských hrách v Amsterdamu [3] . Revoluce v kombinaci úpravy fotografií a samočasování nastává na počátku 30. let s příchodem fotoaparátu Kirby, vysokorychlostní filmové kamery, kterou vynalezl Gustavus T. Kirby a která byla poprvé použita v roce 1931. Zařízení vyrobené společností Kodak-Bell Lab's mělo dvě čočky, používal 60mm film a běželo rychlostí 128 snímků za sekundu. Samotný cílový pás byl natáčen jedním objektivem, zatímco druhý byl zaměřen na vestavěný elektromechanický chronometr s rotujícími disky, na kterých byly naneseny číselné značky. Systémový časovač byl spuštěn výstřelem ze startovací pistole [4] . Oficiální debut „Kirbyho kamery“ byl na olympijských hrách v Los Angeles v roce 1932 . Na olympijských hrách v Berlíně v roce 1936 se německým inženýrům ze společností Zeiss Ikon AG a Physikalisch-Technischer Reichsanstalt podařilo vytvořit něco podobného: byly použity dvě asynchronní kamery, které snímaly rychlostí 50 snímků za sekundu a jejich kombinace poskytla specifikovanou diskrétnost - 100 snímků za vteřinu. Zařízení dostalo označení Ziel-Zeit Camera [5] . Ve stejných 30. letech se začala používat technika štěrbinové fotografie , která výrazně snížila spotřebu filmu a poskytla objektivnější výsledky fotokontroly. Další etapou ve vývoji techniky foto-finišu byl ve 40. letech vynález elektrické metody nanášení časových značek přímo na film s rozlišením 1/1000 sekundy. [6] První poválečná olympiáda v Londýně v roce 1948 byla poslední, kde byl použit „kusový produkt“ – speciálně vyrobený britskou Race Finish Recording Co. Ltd systém pro úpravu fotografií s názvem "Magic Eye" [7] [8] [9]
Padesátá léta byla ve znamení technologické rivality mezi společnostmi Omega a Longines, která vyústila ve stále novější a pokročilejší technologická řešení ve sportovním měření času a úpravě fotografií. V roce 1949 OMEGA představila Racend OMEGA Timer, který je uveden společností jako první sériově vyráběný fotofinišovací systém na světě, debutující pod názvem Photofinish na Zimních olympijských hrách 1952 v Oslu v roce 1952 [10] .
V roce 1949 představuje Longines Chronocamera, první sériově vyráběný sportovní quartz chronometr , na jehož základě se v roce 1954 objevily díky inženýrům firmy Longines, díky inženýrům společnosti Longines, Chronocinegines (Chronosinegin) - foto dokončovací a automatické časovací zařízení , které umožňovalo zaznamenat výsledky na film s přesností 1/1000 s - a to i přesto, že samotná kamera snímala až 100 snímků za sekundu. [11] [12]
"Chronocinegines" byl široce používán ve vysokorychlostních sportech. V roce 1963 Omega představila další vývoj systémů pro úpravu fotografií a automatického časování, OMEGA Photosprint (OPS1) 35mm filmový fotoaparát, první významný pokrok od příchodu Kirbyho fotoaparátu. Byla to ona, kdo se stal prvním oficiálně uznaným fotoaparátem pro úpravu fotografií a automatickým časováním na olympijských hrách v Mexico City v roce 1968 - prvních olympijských hrách v historii, na kterých bylo automatické časování uznáno jako oficiální. Při příjmu obrazu přes štěrbinovou závěrku rychlostí asi 100 snímků za sekundu poskytoval přesnost časového značení až 1/1000 sekundy. [13]
Na příštích letních olympijských hrách v roce 1972 v Mnichově byl představen pokročilejší model „Photosprint OPS 2“, který se až do počátku 90. let stal v tomto sektoru sportovního nářadí prakticky monopolem. Ale povrch fotografie zůstal „černobílý“. Do barevného provedení se dostal v roce 1981 díky OMEGA Color Photosprint (poprvé byl použit na OH 1984), ale kvůli složitosti technologického procesu a vysoké ceně zůstal tento model výsadou olympijských her až do digitální revoluce. poloviny devadesátých let. Olympiáda v Soulu v roce 1988 byla poslední, která používala výhradně „filmové“ systémy pro úpravu fotografií a automatické časování; v této době již rychlost filmu dosahovala 1000 snímků za sekundu [14] . Při dosažené vysoké technické a technologické úrovni měly filmové fotografie stále vážné nedostatky - především omezený čas na fixaci cílové čáry. Film měl tendenci dříve či později dojíždět, občas se trhal nebo zasekl a proces jeho vyvolávání byl pracný a ne zrovna nejpohodlnější v podmínkách, nejčastěji daleko od laboratorních.
Aby bylo možné určit, kdo "přišel první" na "digitální" fotografickou úpravu, byla by samotná fotografie docela užitečná. Podle společnosti OMEGA je první fotografickou úpravou systém pro úpravu videa Scan O'Vision vytvořený v roce 1990, zatímco tisková zpráva o jeho představení pochází z roku 1991. Je známo, že na letním mistrovství světa IAAF v roce 1991 byl poprvé použit fotografický systém Slit Video 1000 HD společnosti Seiko, který jako první použil CCD . Navíc povolení k jeho použití spolu s filmovými systémy obdržela IAAF jen několik týdnů před oficiálním zahájením šampionátu [15] . Ve stejném roce 1991 představuje belgický Intersoft Electronics svůj fotografický povrch - "MacFinish". [16] . Zpočátku byli jak významní výrobci, tak nově vznikající společnosti přibližně ve stejné pozici - dělali první kroky k využití nedávno objevených zařízení a základny prvků (CCD, osobní počítače atd.) pro potřeby sportovního časování a fotofinišů. Systém úpravy videa „Accutrack“ se objevuje s použitím konvenčního videozáznamu, ale jeho rychlost snímání 30 snímků za sekundu omezuje jeho použití na atletické soutěže základní úrovně. Na Zimních olympijských hrách 1992 v Albertville debutuje videofinišovací systém Scan O'Vision společnosti OMEGA – zatím pouze v jedné podobě – v rychlobruslení. Na Letních olympijských hrách 1992 v Barceloně používá Seiko v atletice digitální fotografickou úpravu.
První digitální fotoaparáty prošly stejnými fázemi vývoje jako dřívější filmové fotoaparáty – první modely byly digitální fotoaparáty, které byly propojeny s časovačem a komunikační a řídicí jednotkou, které byly zase připojeny k počítači, na kterém byl nainstalován specializovaný software. pracovat s přijatým obrázkem. Pro připojení k počítači sloužilo většinou v té době jedno z nejrychlejších SCSI rozhraní. S vylepšením CCD matic se vývojáři potýkali s problémem nedostatečné rychlosti rozhraní pro přenos velkého množství informací a poměrně rychlého vyčerpání volného prostoru zařízení pro ukládání informací, která měla v té době velmi skromné objemy. Dokud digitální fotografie zůstane černobílá.
V květnu 1994 debutoval první barevný fotografický povrch ColorLynx americké společnosti Lynx System Developers, Inc [17] . Ve stejném roce, na mistrovství světa v atletice ve švédském Göteborgu , používá Seiko fotofiniš, který skenuje cílovou čáru rychlostí 4000 čar za sekundu. [osmnáct]
V roce 1996 představila OMEGA svůj první barevný digitální fotofiniš OSV3 (byť zatím jen pro atletiku) spolu s další ze svých novinek - elektronickou startovací pistolí [19] .
Ve stejném roce uvádí Lynx System Developers systém EtherLynx, první foto-finišovací kameru na světě s ethernetovým rozhraním , přičemž doba pořízení snímku cílové čáry byla nyní omezena pouze množstvím volného místa na pevném disku. disk (pro oddíly se systémem souborů NTFS ) [17] .
Na Letním mistrovství světa v atletice v roce 1997 v Aténách používá Seiko barevný digitální fotografický povrch s rozlišením 1800 HD, který skenuje cílovou čáru rychlostí až 4000 čar za sekundu. Jeho 32 megabajtů RAM stačilo na záznam pouhých 72 sekund – pro zahájení další práce byl obsah zkopírován na 230megabajtové magnetooptické disky a následně byla RAM vyčištěna [15] .
V roce 1998 na Zimních olympijských hrách v Naganu se systémy Lynx System Developers používají v řadě sportů spolu se systémy Seiko. V témže roce uzavírá tato společnost smlouvu o spolupráci se společností Seiko v tomto odvětví sportovního vybavení.
V roce 2003 představila společnost Lynx System Developers nejrychlejší systém pro úpravu fotografií ve výrobě, EtherLynx PRO, skenující rychlostí 10 000 řádků za sekundu ve 32bitových barvách s jediným CCD. Stejná kamera drží i rekord v šířce snímané cílové čáry (neboli čistota obrazu) – 4000 pixelů.
Počátkem 21. století byla hlavní úzká místa – v rychlosti přenosu dat a jejich objemu – odstraněna díky všeobecnému rozvoji výpočetní techniky. SCSI bylo nahrazeno IEEE-1394 a vysokorychlostními síťovými protokoly (optické a běžné). Kamenem úrazu zůstal pouze jeden – čistě fyzikální problém: čím vyšší je rychlost skenování, tím více světla je potřeba k získání normálně čitelného obrazu fotografické úpravy. Někteří výrobci (například Lynx System Developers) si byli schopni zajistit vysoce citlivé CCD matrice, ale pro ostatní toto řešení nebylo dostupné. Částečným východiskem z této situace bylo, že většina výrobců použila tři CCD matrice místo jedné, což zase způsobilo určité potíže při získávání obrazu pouze cílové čáry: kvůli širšímu sektoru snímání takovými systémy.
Moderní digitální foto-finišovací systém se skládá z alespoň jednoho vyhrazeného digitálního fotoaparátu využívajícího takzvaný princip štěrbinového fotografování. Matice tohoto digitálního fotoaparátu, na rozdíl od běžných fotoaparátů, používá pro snímání pouze jednu vertikální řadu pixelů. Rychlost snímání obrazu přitom může dosáhnout až 10 000 řádků za sekundu, i když nejběžnější jsou systémy skenující až 2 000 řádků za sekundu. Většina fotoaparátů pro úpravu fotografií má vestavěný nebo kombinovaný časovač – v tomto případě se při pořízení snímku na každý řádek přidá časová značka. Výsledná data jsou přenášena do počítače, kde jsou pomocí specializovaného softwaru čáry v průběhu aktivní doby snímání slepeny do jednoho souvislého obrazu cílové rovinky. Operátor nebo porotce fotofinišu dešifruje přijatý obrázek a určí pořadí příjezdu a / nebo čas účastníků.
Další operace s obrázkem určuje pořadí nebo pravidla soutěže.
Výsledný fotofiniš je mezičlánkem mezi fotografováním a filmováním – je to jeden statický obraz pohybujících se objektů, fixovaný po určitou dobu v jednom snímku. Pokud je objekt ve vztahu ke střelecké čáře statický, bude fixována pouze ta část, která je ve střelecké čáře. Čím vyšší je rychlost objektu a čím nižší je rychlost získávání obrazu, tím užší bude jeho obraz: část povrchu objektu, která překročila linii snímání, jednoduše nebude fixována. V opačné situaci - nízká rychlost objektu nebo vysoká rychlost obrazu - bude objekt širší, než ve skutečnosti je, protože stejná oblast jeho povrchu protínající osu průzkumu byla zobrazena více než jednou, ale byla přidána do obraz. V tomto ohledu různé sporty používají různé rychlosti střelby a v atletice to platí i pro sporty, například sprinty a střední tratě, kde se rychlost sportovců v cíli liší. [20] [21] V tomto případě bude mít obraz získaný při různých rychlostech snímání různé osvětlení - při stejných parametrech optického systému fotoaparátu - tmavší při vysoké rychlosti snímání a světlejší při nízké. S větší potřebou světla jsou spojeny parametry týkající se požadavku na clonový poměr optiky používané u fotofinišerů. Další funkcí je pracovní výška snímače (snímačů) používaných pro fotografování, která určuje délku cílové čáry, kterou pokryje fotofinišer. U zvláště širokých cílových čar (například ve veslování a řadě dalších sportů) jsou obvykle potřeba maximální šířky záběru. Pokud pokrytí stávajícími systémy nestačí, musí pořadatelé použít několik kamer pro každý úsek cílové rovinky.
Vysoká rychlost snímání má ještě jednu vlastnost - při práci v podmínkách přímého umělého osvětlení, napájeného střídavým proudem (především v halách), se získá obraz o různé intenzitě osvětlení související s nosnou frekvencí v síti (fázi), která nakonec vypadá jako „pruhovaný“. Výjimku z obecných pravidel tvoří pouze EtherLynx PRO, kde je možné kompenzovat vliv „fázového“ světelného zdroje.
Přítomnost fotofinišového protokolu je jedním z předpokladů pro ratifikaci světových rekordů v atletice a řadě dalších sportů zařazených do programu olympijských her. S příchodem vysokorychlostních digitálních foto-finišerů se používají také v motorsportu - jsou jimi vybaveny všechna závodiště Formule 1, NASCAR a řada dalších vysokorychlostních závodů.
Pořadí příjezdů je určeno především prvním povrchem účastníka, který se dotkl svislé roviny cílové čáry. Ale stále jsou sporty, kde se určuje konkrétní část sportovce nebo jeho vybavení, podle kterého se určuje jeho příchod. Většina olympijských sportů také popisuje požadavky a jak funguje systém fotofinišů.
Podle soutěžních pravidel IAAF 2010-2011 alespoň dva systémy nezávislé na sobě, s kamerami nainstalovanými na obou stranách trati, které přijímají obraz cílové čáry od okamžiku, kdy se protne s čárami jízdního pruhu. Správnost instalace kamery se určuje vyhodnocením obrazu černých obdélníků (ne širších než 2 cm) nakreslených na vnitřní straně cílové čáry sousedící s čárou každé dráhy: výsledný obrázek musí mít barvu cílové čáry, oddělené černými pruhy tvořenými černými obdélníky na křižovatkách cílové čáry s traťovými čarami. Přesnost fotofinišeru musí být zkontrolována nejpozději 4 roky před zahájením. Před zahájením běžeckého programu provedou hlavní rozhodčí pro foto, traťový rozhodčí a startér tzv. zero-test pro proudovou kontrolu přesnosti měření času a správnosti instalace zařízení. K tomu je na cílové čáře vypálen výstřel ze startovací pistole s připojeným startovacím senzorem, který se upevní na fotofiniš. Poté se určí doba mezi vznikem zákalu nebo plamene a spuštěním startovacího senzoru: tato doba musí být konstantní a nesmí přesáhnout 1/1000 s. Pro jasnou identifikaci dráhy finišujícího účastníka sprintu se doporučuje použít nalepovací čísla podle čísla dráhy účastníka.
Pořadí převahy je určeno prvním povrchem trupu sportovce. Pod trupem je naznačeno tělo sportovce bez paží, nohou, hlavy a krku. U žen se bere v úvahu také hrudník (začínaje bradavkou): při sprintových disciplínách je rozdíl v dojezdu často právě v této vzdálenosti. U mužů se počítá i s protruzí v pánevní oblasti, i když tato část těla „přichází na řadu“, až když sportovec přestane běžet před cílem, což se nejčastěji vyskytuje na střední a dlouhé vzdálenosti [22] [23 ] . Od konce roku 2008 na střední a dlouhé vzdálenosti (pokud závod nepoužívá transpondéry (RFID)) ve fotografických úpravách "Seiko" a vývojáři systému Lynx používají další digitální fotoaparáty (IdentiLynx), integrované a synchronizované s obrazem fotografie. finish, které zachycují finišující účastníky z různých úhlů. Tato inovace byla způsobena tím, že doporučená nalepovací startovací čísla na tyto vzdálenosti byla často odloupnuta dlouho před cílem. Dříve rozhodčí ověřovali příjezd účastníků a jejich počty podle samostatného videozáznamu a fotofinišového snímku, což někdy výrazně zdržovalo vyhlášení výsledků na těchto akcích. Seiko, oficiální časomíra pro velké soutěže IAAF (mistři, Světové poháry atd.), poskytuje vybavení pro tyto starty. Atletický program olympijských her využívá vybavení od společnosti Omega, oficiální časomíry Mezinárodního olympijského výboru od roku 2001.
V silniční cyklistice je fotofiniš povinný, stejně jako [24] v závodech na dráze [25] O prvenství rozhoduje vnější strana pláště kola jízdního kola, která protnula svislou rovinu cílové čáry. Díky hromadným dojezdům na vícedenních cyklistických akcích, jako je Tour de France , Giro d'Italia , Vuelta a España (stejně jako mnoho dalších), je to jediný hodnotící nástroj k oficiálnímu určení pořadí přihlášených (často rozdíl mezi finišerů ve skupině je méně než 5/10 000 s) . Čas zaznamenaný v cíli fotografie je oficiální; transpondéry , jejichž odečty se používají v televizním vysílání, se poměrně často ztrácejí v sutinách nebo při výměně jízdních kol po nehodách. Oficiální starty UCI (mistři, světové poháry) využívají systémy Omega, oficiálního partnera UCI pro měření času. Na velkých velkých cyklistických závodech ( Tour de France , Giro d'Italia , Vuelta a España atd.) jsou systémy od Lynx System Developers oficiálním vybavením.
V několika disciplínách běhu na lyžích je použití fotofinišu dle pravidel povinné. Mistrovství je určeno podle špičky pro upevnění boty, nikoli podle špičky lyže, jak by se dalo logicky očekávat. [26] [27] Vzhledem ke specifikům vzdálenosti nejsou finišy na blízko tak časté, a proto jsou obvykle slyšet. Relativně často se tak uchýlil k zvažování obrazu konečné fotografie na Zimních olympijských hrách 2010 ve Vancouveru .
Fotofiniš se v shorttrackovém bruslení používá od konce 90. let. Ale pro konzervativnější rychlobruslařský sport je jeho oficiální povinná aplikace, stanovená pravidly, relativně nová - od roku 2008. V těchto sportech je příjezd určován špičkou nože brusle, která je v kontaktu s ledem. [28] [29]
S příchodem vysokorychlostních digitálních fotoaparátů našly systémy pro úpravu fotografií široké uplatnění v motoristickém sportu – jsou instalovány na všech závodištích Formule 1, NASCAR a na řadě dalších míst vysokorychlostních závodů. [30] Maximální rychlost snímání foto-finišové kamery Etherlynx PRO 10K, která se sériově vyrábí od roku 2003, dosahuje 10 000 snímků za sekundu, což umožňuje určit pořadí příjezdu rychlostí 320 km/h. s mezerou mezi ohnivými koulemi něco málo přes jeden centimetr.
V loterii - na závodech a závodech - se také historicky neobejde bez foto-finišových systémů. Na jednotlivých hipodromech se počet fotofinišových systémů pohybuje v desítkách, „cena za chybu“ je doslova velmi vysoká. V těchto soutěžích je také důležité přesné určení pořadí příjezdu. Aby byl tento požadavek co nejvíce zajištěn, je v cíli instalován doplňkový (alespoň jeden) systém, který je zaměřen na úsek cílové rovinky, kde dojedou favorité závodu. Pro získání obrazu z obou úhlů je na vnitřní straně dráhy tradičně instalováno odrazné zrcadlo – „relikt“ éry fotografických úprav, která vyžadovala přítomnost osoby (která tam ale nemohla být). S příchodem nových systémů však mnoho závodních tratí využívá i fotofinišové kamery z obou úhlů. V koňských dostizích je mistrovství obvykle určeno nosem koně a v psích dostizích - nosem psa. Ani moderní přístroje však někdy nedokážou určit vítěze v těch vzácných případech, kdy k faktu příchodu „od nosu k nosu“ skutečně dojde. Ale přesto se to stává velmi zřídka, ačkoli téměř vždy přitahuje pozornost místního tisku.
Fotografická úprava je v principu podobná panoramatickému fotoaparátu . S příchodem fotoaparátu EtherLynx PRO s vertikálním rozlišením 4000 pixelů a prakticky neomezeným horizontálním rozlišením našla řada nadšených fotografů spolupracujících se sportovními publikacemi, jako je Sports Illustrated a společnostmi jako Getty Images, nové „staré“ využití pro fotografie. dodělat foťáky - fotit. Debut fotografické dokončovací kamery byl na olympijských hrách 2004 v Aténách [31] .