Обзор оборудования и программного обеспечения для фигурного катания

Информационная система комментатора (CIS) дополняет работу спортивного телевещания, предоставляя комментаторам и тренерам протоколы фигуриста: статистику в реальном времени, результаты, промежуточные и окончательные баллы, а также справочную информацию о фигуристе. Именно этой системой пользуются комментаторы, когда рассказывают интересные факты о фигуристе или комментируют результаты после выступления.

Программа интегрирована с Интернетом, куда добавляются актуальные данные с результатами в режиме реального времени. Данные добавляются на сайты спортивных федераций, сайты турниров и в социальные сети автоматически.

ISU Judging System предоставляет три уровня технического обеспечения на соревнованиях.

Уровень 1 рассчитан на региональные соревнования и включает один персональный компьютер или ноутбук и один запасной, один принтер, а также официальное программное обеспечение Figure Skating Manager для подсчёта баллов (до 2020 года для подсчёта использовалась программа ISUCalcFS). В Уровне 1 отсутствуют видеоповторы и синхронизация между устройствами. Судейская бригада состоит из 3-5 судей и 2 бухгалтеров. Судьи записывают оценку и предоставляют информацию оператору данных, который вводит оценки в Figure Skating Manager. Эта процедура может вызвать задержку в выводе окончательного результата фигуриста. К первому уровню также может быть предусмотрен Уровень 1А, включающий аудиосвязь между специалистами. Для работы необходимы как минимум 3 судьи, 2 бухгалтера, 1 технический специалист и 1 технический контролёр.

Уровень 2 обеспечивает подсчёт очков на базе ПК. Он рассчитан на оптимальное использование технических устройств. Для участия в соревновании рекомендуется минимум 5 специалистов: технический контролёр, технический специалист, рефери и судьи. Под техническим специалистом подразумевается специалист Swiss Timing, который оказывает техническую поддержку контролёру и судьям на протяжении всего соревнования. На одном ПК запускается Figure Skating Manager, на другом — ISUScoreFS. Сетевое соединение используется для отправки оценок судей на ПК, на котором работает Figure Skating Manager. Для Уровня 2 видеоповторы не доступны. Все программы для членов ISU являются бесплатными и могут быть загружены с сайта.

Состав и работа судейской и технической бригад

На соревнованиях по фигурному катанию в судейской панели присутствует от трёх (обычно на региональных соревнованиях) до девяти человек (на крупных турнирах), а также главный судья (рефери), который руководит работой остальных судей. У главного судьи может быть до трёх ассистентов (один из них врач). При отсутствии спецоборудования обязательно наличие одного-двух бухгалтеров, ведущих подсчёт оценок. При наличии хотя бы одного ПК с предустановленным ПО необходим оператор ввода данных (до 2 человек). При достаточном техническом оснащении турнира обязательно наличие технического специалиста (до 4 человек), ассистента технического специалиста (до 4-х) и технического контролёра (до 4-х).

Во время выступления фигуриста технический специалист в режиме реального времени называет технические элементы, высчитывает количество оборотов в прыжках, выставляет уровень сложности элементов (дорожек шагов, вращений, поддержек, тодесов, секций паттерна и прочего) от базового до максимального четвёртого, выявляет «лишние» элементы и предлагает их не засчитывать, а также подмечает основные ошибки. К ним относятся падения, недокруты на прыжковых элементах или же неправильный выбор ребра конька при исполнении лутца и флипа. Все эти данные передаются на компьютеры судей, которые должны оценивать элементы. У судей есть аудиосвязь с технической панелью, но между собой связь недоступна и переговоры друг с другом запрещены. В спорных моментах судьи обращаются к техпанели через специалиста Swiss Timing (обычно на крупных турнирах).

Как и во многих других видах спорта, в фигурном катании телевидением используется телеграфика для информирования телезрителей о результатах выступлений. До 2014 года в телетрансляциях графика ограничивалась демонстрацией итоговых оценок внизу телеэкрана после каждого выступления фигуристов. В 2014 году на Олимпиаде в Сочи Swiss Timing впервые представила систему подсчёта с мгновенным выводом на экран. Каждый технический элемент, представленный фигуристом, мгновенно оценивается и просматривается с помощью комбинированной системы подсчёта очков и видеоповтора высокой чёткости. В 2016 году NBC Sports впервые применил телеграфику с так называемыми «квадратиками» на табло. На Олимпиаде 2022 в Пекине техническая оценка исполнения элементов была продемонстрирована Olympic Broadcasting Services в виде квадратиков из трёх цветов: зелёный означает чисто исполненный элемент, красный — исполненный элемент с ошибкой, жёлтый — исполненный элемент на пересмотре (после пересмотра цвет сменяется на зелёный или красный). В случае исполнения недопустимого элемента либо срыва запланированного на табло отображается белый квадратик с символом «X».

Программное обеспечение

Техническое обеспечение соревнований включает три программы, разработанные Swiss Timing для ISU: Figure Skating Manager для ввода всех данных о соревнованиях, фигуристах и их программах, тренерах, судьях и так далее, а также для подсчёта баллов и передачи на компьютеры судей и технических специалистов; ISUScoreFS с интерфейсом для выставления оценок и перепроверки элементов техническими специалистами, судьями и техническими контролёрами; ISUCutterFS для нарезки видеофрагментов с элементами фигуристов. До 2020 года в линейку входила программа ISUCalcFS, которую заменил Figure Skating Manager с более удобным интерфейсом.

При помощи программы Figure Skating Manager создаётся база данных обо всех фигуристах, участвующих на соревнованиях, судьях, телеканалах и так далее. Программа поддерживает шесть дисциплин: мужское одиночное катание, женское одиночное катание, парное катание, танцы на льду, синхронное катание и танцы на льду (паттерны). Абсолютно всё, что происходит до и во время соревнования, вводится в программу, вплоть до задержек, падения элемента костюма, дисквалификации, снятия и так далее. В случае технических неполадок с ISUScoreFS данные управляются с помощью Figure Skating Manager.

К программе ISUScoreFS прилагается беспроводной видео-декодер Teradek Cube с источником HDMI/HDSDI в зависимости от используемой камеры. Доступны два языка — английский и немецкий. Программа интегрирована с Figure Skating Manager, благодаря чему все введённые данные синхронизируются. Судьи обычно используют сенсорный режим для ввода данных, но иногда работают с мышью и клавиатурой. Программа имеет интерфейс для четырёх дисциплин: одиночное катание (мужское и женское), парное катание, танцы на льду (короткая программа, произвольная программа и паттерн) и синхронное катание. Элементы интерфейса специально сделаны разноцветными и яркими, чтобы специалистам было легче различать разные функции и оперативнее вводить данные. Вкладки вверху слева переключают к записи сеанса, интерфейсу Figure Skating Manager и ISUCutterFS. Вкладка «Main» загорается зелёным цветом, если компьютер подсоединён к сети и используется как основной в сеансе (другие вкладки загораются зелёным или красным, если соединение с сетью успешное или неуспешное соответственно). Справа вверху расположен интерфейс связи с судейской панелью, а также кнопки для связи с техническим специалистом и просмотра видеоповтора. Жёлтая кнопка внизу возвращает к последней сессии, красная — завершает сеанс. Существуют интерфейсы для технических специалистов, судей и технических контролёров.

Технический специалист отвечает за введение элементов, выставление уровней для технических элементов и снижения базовой стоимости элементов (дедакшн), исполненных фигуристом (если техспециалист недоступен или отсутствует в составе бригады, базовую стоимость элемента снижать может техконтролёр). Для введения данных об элементах, исполненных танцевальными парами, слева от экрана интерфейса для технических специалистов расположены блоки для выставления уровней шагов, слева — для вращений. В центре находится список элементов с кнопкой для оценивания паттерна (темы танца для короткой программы), а внизу справа — блок для выставления уровней хореографии и поддержек. Зелёные кнопки внизу переходят к следующему элементу и автоматически вносят выставленные оценки в базу данных Figure Skating Manager. Далее внизу следуют синие кнопки для фиксирования падений и запроса на пересмотр. Красная кнопка «STOP» слева вверху завершает процесс введения элементов, исполненных фигуристом (нажимается, когда фигурист завершил выступление).

Интерфейс для введения элементов и выставления уровней у спортивных пар почти не отличается от танцев на льду. Слева от экрана интерфейса для технических специалистов расположены кнопки для выставления галок, ниже — блоки для оценки сольных прыжков, справа — для оценки выбросов. Серая кнопка в центре вверху позволяет присвоить коды элементов, исполненных во второй половине программы. Кнопки внизу слева оценивают поддержки и подкрутки, а внизу справа — тодесы и вращения. Жёлтая кнопка в центре позволяет техническому специалисту стирать и исправлять код, присвоенный исполненному элементу.

Судьи отвечают за выставление оценок. Они могут видеть состояние соединения друг с другом, для этого им доступны 12 кнопок слева и столько же справа (если судья также выполняет функции технического контролёра (обычно это старший судья), кнопка справа подсвечивается зелёным). Кнопка внизу слева связывает с техконтролёром напрямую, справа — экзаменационный документ судьи (отчёт, составляемый после завершения выставления оценок для проверки Комиссией по оценкам официальных лиц). Кнопка справа вверху (DV) служит для повторного запроса связи с техническим специалистом. Жёлтая кнопка слева возвращает к последней сессии, красная кнопка «QUIT» завершает работу программы.

Слева от экрана интерфейса для судей для выставления оценок находится список кодов технических элементов, которые вводит технический специалист прямо во время выступления фигуриста. Под экраном расположены кнопки для выставления оценок: красные и зелёные кнопки предназначены для выставления баллов за уровень исполнения (GOE), жёлтая кнопка в центре вводит базовую стоимость элемента, кнопка слева (DED) — для просмотра снижения баллов за нарушения (дедакшн), введённого техническим специалистом или техническим контролёром, справа (HELP) — кнопка для вызова технического специалиста (или сотрудника Swiss Timing, являющегося посредником между панелями, если речь о соревнованиях под эгидой ISU). Под кнопками для оценки технических элементов расположены кнопки для оценки компонентов. С правого бока сверху вниз следуют кнопки для подключения к прямой видеотрансляции (LIVE), управления кадрами из видеотрансляции и видеоповторов (PLAY, FAST), прямой связи с техническим специалистом (IP), записи данных вручную в случае нехватки места на диске (NEW LOG), повторного соединения с техспециалистом при разрыве связи (TCP) и очистки введённых текстовых данных (C). После выставления оценок судья нажимает кнопку «SEND MARKS», после чего зелёным загорается оповещение «Marks sent», означающее, что оценки отправлены на компьютер к техническому контролёру для проверки и окончательного утверждения. После проверки оценок за технику и компоненты, и утверждения контролёром, на компьютерах судей загорается зелёным «Elements authorized», означающее, что все элементы и оценки авторизованы и готовы к отправке на публичные мониторы и телетрансляцию.

После выставления оценок за технику судьи переходят в интерфейс для выставления оценок за компоненты (обычно интерфейс с компонентами имеется у судей на планшетном ПК для удобства и оперативности). В их распоряжении имеются пять кнопок с компонентами. Кнопкой слева имеется возможность вернуться в интерфейс с техническими элементами. Вверху экрана указан список критериев для каждого компонента. Красная кнопка слева очищает введённую оценку при необходимости; на зелёной высвечивается выставленная оценка; белыми кнопками вводятся, собственно, оценки и коэффициенты к ним. После ввода всех оценок так же нажимается кнопка «SEND MARKS» для авторизации оценок техконтролёром.

Технический контролёр отвечает за перепроверку элементов, снижает базовую стоимость элементов в оценке (если отсутствует технический специалист) и окончательно утверждает итоговые баллы. Ему доступен тот же интерфейс, что и судьям, а также дополнительный интерфейс воспроизведения видеоповтора (открывается при нажатии на элемент). Техконтролёр может просматривать фрагменты в деталях (в тех рамках, которые доступны технически). Кнопка «ZERO» откатывает видеоряд в самую первую временную точку. Кнопка «DOWNGRADE» понижает стоимость элемента на один пункт (дедакшн), повторное её нажатие возвращает стоимость на пункт выше. Кнопка «RETURN» возвращает действие на шаг назад. Кнопка «LIVE» переключает на прямую видеотрансляцию.

ISUCutterFS является дополнительным ПО, которое обеспечивает функцию нарезки и воспроизведения видео в системе подсчёта очков. Эта программа обрабатывает видеосигнал DV-камеры и сохраняет выступление фигуриста. При взаимодействии с техническим специалистом видеооператор передаёт картинку на компьютер его помощника (оператора видеоповторов), который устанавливает маркеры для отдельных элементов программы фигуриста и нарезает их в режиме реального времени. Затем эти фрагменты отправляются судьям и остальной технической бригаде. Слева в выпадающем списке представлены коды элементов, присвоенные техническим специалистом. Далее следуют кнопки для остановки и начала записи видеоряда. Кнопки справа предназначены для повторного соединения при разрыве связи и завершения работы программы. Снизу представлены кнопки для редактирования данных об элементах, нарезки кадров и управления воспроизведением видео.

Существуют альтернативные технические и программные решения для фигурного катания, например, от китайской компании Kazo Vision. Они во многом повторяют решения Swiss Timing, но имеют более скромный технический набор и пока не применялись на официальных соревнованиях.

Техническая линейка Kazo Vision состоит из программного обеспечения для мгновенного подсчёта и вывода баллов (подсчёт и вывод на месте), ПО для технического контролёра, беспроводной планшетный ПК для выставления баллов, беспроводной узел связи, беспроводной пульт технического контролёра (используется в сочетании с ПО для мгновенного подсчёта и вывода баллов), персональные компьютеры для судейства, видеосистема для судейства, панель управления для видеоповторов, цифровая видеокамера, штатив для камеры, SDI-кабель и монитор. ПО для выставления оценок практически не отличается от Swiss Timing, за исключением слегка замутнённой цветовой гаммы интерфейса и некоторых других деталей.

IceScope и другие разработки для анализа прыжковой техники

В 2018 году японская телекомпания Fuji TV представила новую технологию IceScope. Технология позволяет вычислить длину пролёта фигуриста, высоту прыжка, скорость вращения, количество оборотов и наличие недокрутов. Кроме того, система моделирует траекторию движения спортсмена на всех стадиях: захода, самого прыжка и приземления. Сотрудники устанавливают несколько камер на трибуне, а оператор управляет системой на специальном планшете и передаёт данные на компьютеры судей и на телекартинку. IceScope был представлен на юниорском чемпионате Японии и опробован на одиночниках (на другие дисциплины он пока не рассчитан). Затем технологию испытали на взрослых национальных соревнованиях как вспомогательную систему для судейства. Система выявила у японских фигуристов множество недокрутов, поэтому японские национальные турниры в последние годы судятся заметно строже.

ISU относится к системе со сдержанным оптимизмом, но с внедрением пока не торопится. IceScope призван дать более объективную оценку уровню прыжка, однако управлять им должны по-прежнему судьи — они будут решать, насколько качественно выполнен прыжок, поскольку система не учитывает субъективную часть прыжка (лёгкость, попадание в музыкальный акцент, оригинальные заходы и выезды, общая сложность программы, в которую был «встроен» прыжок, и так далее) — то есть, то, что влияет на надбавку по GOE. Простыми словами — робот пока не умеет чувствовать. ISU заинтересована в технологии для вычисления недокрутов, но для полной оценки прыжка необходимо прописать множество параметров по GOE, которые ежегодно меняются. А пока IceScope «развлекает» зрителей международных турниров, выводя на телеэкран данные по прыжку, раскадровку и эффект многоракурсной съёмки.

На Олимпиаде 2022 в Пекине были использованы наработки японцев: на экран для зрителей впервые начали выводить высоту прыжка и время нахождения в воздухе, а также кадры многоракурсной съёмки. ISU также инициировал разработку технологии выявления преротации и недокрутов.

В 2022 году канадская компания Sportlogiq в сотрудничестве с ISU приступила к разработке технологии выявления недокрутов при исполнении прыжка, высчитывания оборотов и других функций. Также программой будет предусмотрено составление протокола выполненных элементов для фигуристов и тренеров. У Sportlogiq уже есть технологические решения для классического футбола, американского футбола, лякросса и хоккея с шайбой. Следующий проект для компании — фигурное катание. Основатель Sportlogiq Крейг Бантин (трёхкратный чемпион Канады в парном катании) уже создавал решения, которые использовались на национальных турнирах в Канаде: программа VeriSkate, представленная в 2014 году, позволяла анализировать высоту прыжков и выбросов, расстояние, скорость, плавность и покрытие льда. Программа была использована на Skate Canada в том же году. Предназначалась она для внутреннего пользования — телезрителям данные были недоступны. В настоящее время программа не поддерживается и нигде не применяется.

В 2019 году исследователи из Университета Бригама Янга в США при поддержке Ассоциации фигурного катания США создали прототип устройства с инерциально-измерительным блоком, которое измеряет прыжковую технику фигуристов. Устройство устанавливается на талию фигуриста, и при помощи акселерометра, гироскопа и магнитометра считывает исполнение прыжка, а затем вычисляет высоту и скорость вращения прыжка. Также система показывает, сколько прыжков фигурист исполнил во время тренировки, а также помогает отслеживать травмы. Разработка сопровождалась научными исследованиями, которые проводились Римским университетом «Итальянский форум» в 2010 году и Университетом Бригама Янга в 2018 году. Цель разработки в повышении эффективности тренировок, сбалансировании травм и анализе ошибок во время выступления.

Эксперименты Университета Бригама Янга по измерению прыжковой техники фигуристов

В 2020 году японский фигурист Юдзуру Ханю написал дипломную работу под названием «Применение и перспективы технологии захвата движения в фигурном катании» в университете Васэда. В своей работе с ссылкой на разработки нидерландской компании Xsens в 2007 году он предложил с помощью системы захвата движения и трёхмерной анимации проанализировать эффективность использования сенсорной системы захвата движения в фигурном катании. Ханю провёл эксперимент на себе при помощи системы захвата движения Perception Neuron 2 от китайской компании Noitom с максимальным количеством датчиков, прыгнув тройной аксель и другие тройные прыжки. Для анализа он использовал программное обеспечение Axis Neuron от той же компании. Результаты, по его мнению, показывают в целом удачный опыт применение технологии для анализа техники прыжков, но имеются сложности с анализом приземления, а также правильной анимации скольжения из-за его инерционности. Ханю предлагает ISU обязывать национальные федерации использовать технически сильных фигуристов для сбора данных по прыжкам при помощи технологии захвата движений с целью более эффективной борьбы с преротациями и недокрутами.