英特尔® 3DAT技术，如何让运动员“如虎添翼”？-技术圈

来源/闫跃龙

文/闫跃龙

北京冬奥会闭幕已经一个多月了，但是精彩仿佛还在昨天。

其中，中国速度滑冰队的成绩可圈可点，速滑队运动员在男子500米比赛中以超冬奥会纪录的成绩夺冠，实现了1980年参加冬奥会以来，我国速度滑冰男子项目的历史性突破。与此同时，女子1500米、女子5000米、男子1500米、男子集体出发、男子团体追逐等项目均创造了冬奥会历史最佳成绩。

成绩的取得当然和运动员与教练员们的努力密不可分，不过很多人不知道的是，亮眼成绩的背后也少不了黑科技助力。

当体育遇到黑科技会发生什么？

之所以专门说起速度滑冰，因为这个项目被称为“大道速滑”，场地周长400米，和标准田径赛场一样，是人与时间的赛跑。相比欧美速滑强国，我国在速滑多数项目上一直差距较大，所以这次的突破令人惊喜。

据了解，速度滑冰选手的最高时速高达50-60千米，选手之间的成绩差距往往只在毫秒之间，这决定了要提升成绩必须在每一个动作、每一个细节上下功夫。在“起跑”、“疾跑”、“直道”、“弯道”等不同阶段，运动员的不同姿态都会影响成绩。如在弯道阶段，身体倾斜的角度、转弯半径，冰刀是否沿切线着冰，最后冲刺阶段的滑跑和最后一步更早让冰刀触及终点线等都决定着比赛结果。

之前，选手们也用过一些科技的手段，诸如光学或传感器的动作捕捉来采集运动姿态数据、分析优化以辅助训练，但这些手段要么在速滑的大场地上部署困难、成本高昂，要么需要穿戴干扰运动过程。

有没有能够高效、低成本而且部署简单的黑科技呢？答案是肯定的，这就是中国速度滑冰队训练中使用的黑科技：英特尔® 3DAT三维运动员追踪技术。

据英特尔公司首席工程师余志洪介绍，英特尔® 3DAT技术基于先进的计算机视觉和AI技术，从训练视频源中提取速滑运动员的关键骨骼点信息、关键部位姿态、运动轨迹等进行三维重建，随后3DAT通过AI分析数据，生成运动员生物力学数据的参数集，这样训练团队就能基于这些参数集对运动员进行分析评估、优化训练。

之所以说是黑科技，首先是因为其部署简单、成本低，只需要在训练场旁边架设普通的摄像机就行，摄像机的数量也要求不高。英特尔® 3DAT技术的合作伙伴璇米科技李洪刚介绍，像1800平方米的大场地，只需要2-4个摄像头就能采集运动员的所有动作，甚至一部手机拍摄的视频也能支持3DAT完成动作捕捉。

以速度滑冰项目为例，可以具体看看3DAT技术的价值所在：在起跑阶段，3DAT技术在运动员全身定义23个动作捕捉点，可以生成运动员的步频、蹬冰时间、悬空和地面的时间、膝关节角速度、起跑角速度等参数集，而在直道加速阶段，3DAT可以得到核心关节、膝关节、髋关节的旋转角度和角速度，以及运动员的质心的轨迹和加速度，有了这些数据，教练员就可以精准分析，整理并提出科学训练计划和专业策略，有效提升训练效率。

打个比方，有了3DAT技术，运动员就可以真正获得科技的赋能，如虎添翼，达到“人机合一”的智能运动，在“更高、更快、更强”上不断挑战极限。

两届奥运会十项全能金牌得主、英特尔奥林匹克技术事业部产品开发工程师Ashton Eaton的话可以说代表了运动员的心声：“在体育运动领域，人们运动时的自我感觉和真正表现之间存在着巨大差距。当我进行100米冲刺时，我会和教练一起做调整，把时间缩短几分之一秒，但这都是凭感觉，有时有效，有时无效，因为我并不是完全了解自己的身体在做什么。而3DAT可以让运动员精准地了解自己的身体在运动时的动作，这样他们就可以更加准确地做出调整，变得速度更快、表现更好。”

看不见的黑科技

这些是我们看得见的黑科技，实际上，英特尔® 3DAT技术背后还有我们看不见的黑科技，它们是科技助力体育的技术底座，坚如磐石。

在智能时代，数据是新的生产资料，算法是新的生产关系，算力则是新的生产力。在为速滑运动员“如虎添翼”的过程中，既有摄像头采集来的复杂而庞大的训练数据，也有精心设计的、对数据进行分析的生物动力学算法，当然还有赖于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器带来的澎湃算力。

简单来说，3DAT技术的独特性可以总结为四个字：快，稳，精，大。

在用科技辅助训练时，教练员往往需要尽快看到数据结果，因为这样才更有针对性，提升训练效率，第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器支持8通道DDR4，64条PCI EXPRESS 4.0通道，而且集成了英特尔® 深度学习加速技术，让CPU可以为AI加速，实现更高时效。

一个展现3DAT技术“快”的例子是冬奥会开幕式上的“和平鸽雪花”节目，600名小朋友在上面无拘无束的奔跑，脚下出现实时的绚丽特效，背后就是3DAT技术实时追踪他们的位置，实时进行动作捕捉，实时定位、实时渲染。据了解，这个节目只用了4颗第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器就支撑了如此复杂的实时动作捕捉实现。

而且，第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器还有很多“小伙伴”：英特尔® 傲腾™ 技术，提供充足数据存储容量的同时，还凭借低时延特性确保数据处理的效率；英特尔® Scalable Video Technology则支持摄像设备采集的大量数据进行高效编码，确保生成报告或者视频播放的低时延。

“稳”是零干扰，之前运动员需要穿戴传感器才能动作捕捉，非常干扰运动效果，但是有了第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器支撑的3DAT技术，以及先进的AI和计算机视觉算法，系统可以直接从训练视频中提取数据分析，实现了零干扰。

而且，在大算力的支撑下，视频数据读取、预处理、缺失帧修复、运动数据生成图像处理都可以更精准，加上英特尔® OpenVINO™ 视觉工具套件的支持，更是可以实现精准的视频数据读取、智能分析处理、人体三维运动信息提取等工作。以速度滑冰项目为例，测量误差可以控制在5毫米以下。当然上面也提到了大范围的支持，只需要2-4台摄像头，甚至只通过手机就能实现采集的视频素材生产生物力学数据模型，这些都与3DAT技术的AI分析模型的先进性密切相关。

所以，3DAT技术不只是一项黑科技，而是黑科技的强大矩阵合集，它们一起支撑起竞技体育的蜕变。

这种蜕变之显著，就像从3DAT技术中受益匪浅的知名运动训练服务机构EXOS公司高级副总裁克雷格·弗莱德曼（Craig Friedman）所说，“我们以前没有这些（指标）信息，3DAT技术所带来的巨大飞跃，就像从上世纪50年代的黑白电视到现在的电视。实际上，差别就是这样大。”

后记：更大的想象空间

科技让体育更精彩。就像至顶科技CEO高飞所说，3DAT技术助力体育训练，就像科技为体育增加了一双眼睛，可以让教练员、运动员洞察每一个动作，提升竞技水平。而且，科技也为体育增加了一个新的维度，让体育更有魅力，冬奥会开幕式中的雪花节目就是这样。

更重要的是，科技在助力体育的同时，也将普惠大众。英特尔® 3DAT运动员追踪技术就是如此，目前主要是赋能竞技体育，但是展望未来，也在走出奥运训练，走出体育，走向大众。

英特尔公司首席工程师余志洪透露，英特尔与亚马逊合作，已经推出3DAT Cloud SDK，第三方开发者可以利用其开发动作捕捉相关应用。这意味着3DAT技术的应用门槛进一步降低。

事实上，3DAT走入我们的日常生活非常有想象空间。例如，有了3DAT技术，我们在家里对着手机、电视健身时，应用会实时追踪我们的健身动作，给出相关改进建议，健身变成了智能健身。

又如，3DAT技术可以助力体感游戏，人在物理世界中的每一个动作都可以准确转化为游戏中的动作，而且这种转化是近乎实时的，游戏体验更流畅。

这样的未来值得期待。

参考资料：

【1】北京冬奥一项AI黑科技即将走进大众：实时动捕三维姿态，误差不到5毫米，量子位

【2】3DAT助力冬奥开幕式及赛前训练：这究竟是什么「神秘黑科技」？，机器之心

【3】探访奥运背后的科技力量：彰显体育魅力，推动社会进步，腾讯网