Специфика судейства. Часть первая

Этот пост написан пользователем Sports.ru, начать писать может каждый болельщик (сделать это можно здесь).

Современным болельщикам так просто лапшу на уши не навешать. Ведь у нас есть возможность изучить правила и глубоко разобраться в предмете. Да, в отличие от судей, мы не посещаем семинары. Но зато в наличии качественные видео-повторы и сколь угодно большое время для разбора любого случая.

Итак, для моего проекта...

Задачей является - оценить то, насколько сложно принимать верные решения в вопросе выставления оценок за прыжки. Сначала будут разобраны только недокруты, затем - другие аспекты.

Задачей не является - сравнение фигуристок между собой и пересмотр каких-либо оценок или итогов соревнований. Что я особенно подчёркиваю.

Для решения задачи будет использован метод 3d-моделирования. Моделировать всю фигуристку, ещё и без технологий захвата движения - очень сложно, поэтому я буду моделировать только модель конька в двух положениях - отрыва и приземления. Помимо программного обеспечения мне понадобятся:

Модель катка (хотя можно было бы обойтись и простой плоскостью льда, ну да ладно - сделал простейшую):

Модель конька (нашёл готовую):

А также инструмент виртуальной камеры. Он тоже есть.

Кроме того, мне понадобятся конкретные примеры прыжков, которые я буду брать из записей соревнований прошедшего сезона. Посмотрев множество различных прыжков, я заранее постарался выбрать, во-первых, наиболее сложные элементы, а во-вторых, побольше неоднозначных случаев - чтобы было интереснее.

А теперь - о методе определения величины недокрута. Общая схема прыжка выглядит так:

Общая схема

Здесь голубой конёк - начальное положение при заходе на аксель, фиолетовый - на любой другой прыжок. Жёлтый конёк обозначает положение при выезде, если недокрут нулевой. В самом деле, при идеальном докруте хоть двойной аксель (900 градусов), хоть тройной аксель (1260 градусов), хоть любой другой четверной (1440 градусов) или тройной (1080) прыжок начинаются и заканчиваются на одной и той же оси (либо параллельных - зелёный конёк). Угол отклонения от этой оси и будет недокрутом. Данная картинка иллюстрирует вращение против часовой стрелки - иногда бывает иначе, но такие случаи я рассматривать не буду.

Для модели будут приняты три допущения, которые не влияют на величину недокрута:

1. Пренебрегу высотой прыжка (перемещением по оси "Z");

2. Пренебрегу и перемещением по оси "Y".

3. Пролётность прыжка (расстояние по оси "Х"), буду выбирать чисто условно.

Во время трансляции соревнований мы видим начальное положение в момент начала прыжка и конечное - на приземлении. Между ними проходит в районе секунды, а ракурс камеры практически не меняется - и мы легко можем сравнивать, чтобы визуально определить докрут:

Также мы можем заметить, что всё, недокрученное в воздухе, фигуристка докручивает на льду. И во время повторов также обращаем большое внимание на выезд.

Для построения моделей будет использован следующий алгоритм. Сначала на youtube находится видео с нужным прыжком. Затем, пользуясь клавишами "<"и ">", нужно найти кадр начала прыжка (не путать с отрывом!) и выставить модель конька в такое же положение. Сразу же строится и эталонная ось, на которой лежит лезвие модели конька в момент начала прыжка. После - аналогично с кадром приземления. Получится новая ось, на которой будет лежать лезвие (или его проекция).Угол между двумя осями и будет углом величины недокрута. Чтобы лучше его показать, будет использован вид сверху и небольшие дополнительные построения.

При этом следует понимать, что угол, полученный методом моделирования, будет отличаться от истинного ввиду следующих неточностей:

1. Нет абсолютной точности в нахождении момента приземления. Что считать приземлением? Некоторые полагают, что это - касание льда лезвием, другие – что достаточно и касания зубцом. Но, с точки зрения логики, приземлением надо считать такой момент, когда фигуристка начинает опираться на лёд. А перенос веса на опорную ногу - тоже процесс не мгновенный. Хотя и очень быстрый. С моментом определения начала прыжка всё тоже не так легко, как могло бы показаться, что далее будет продемонстрировано.

2. Частоту кадров для записей кое-где можно найти и 60 в секунду. Но не везде. А судьям на местах такое недоступно. У меня же и так положение куда выгоднее - ведь время на оценку не ограничено. Можно модели строить... Так что я использую 30 кадров в секунду.

В то же время я разложил прыжок Алёны Косторной в 3,5 оборота в видеоредакторе и увидел, что между началом и приземлением прошло 25 кадров. Так как один кадр - 1/30 секунды, то на прыжок ушло 0,833 секунды. А четверть оборота, которая отделяет идеально докрученный прыжок от галки, преодолевается за 0,0595 доли секунды. Всё происходит очень быстро. И реальный момент приземления может оказаться между двумя соседними кадрами. В то время как для модели он будет выбран чуть позже или чуть раньше.

3. Камера. Сначала я думал, что получится точно воссоздать ракурс реальной съёмки на виртуальной камере - но удалось лишь в грубом приближении. Впрочем, это не проблема - если одновременно и начальное, и конечное положение конька в модели так же соответствуют виртуальной камере, как в записи - реальной, то всё в порядке. Но есть другой момент - не всегда выхваченный из видео кадр даёт достаточно информации о реальном положении конька. Например так:

Представим, что на вышеприведённой гифке мы видим только левую часть, а правую - нет. Угол меняется, но это мало заметно. Особенно если это всё далеко от камеры, а значит, мельче. Да ещё и размыто из-за эффекта "motionblur" - размытия в движении, возникающем при съёмке движущихся объектов.

Тем не менее, все эти допущения не должны исказить принципиальную картину того, был ли в реальности недокрут, или же нет. Но, пожалуй, если модель показывает недокрут чуть меньше четверти, утверждать, что реально галки точно не было, всё-таки будет некорректно.

А теперь переходим, наконец, к конкретным примерам. И для начала хотелось бы взять нечто образцово-показательное. Для этого как нельзя лучше подойдёт...

1. Финал Гран-При. Алёна Косторная. ПП. Сольный 3А.

Выбираем кадр начала и строим модель, определяем эталонную ось:

Конёк развёрнут к камере боковой частью. Значит и приземление должно быть в таком же положении, чтобы не отклоняться от эталонной оси.

Дальше надо строить кадр приземления, но всё же я считаю верным показать и предшествующие ему кадры, чтобы убедиться, что оно выбрано верно. Что предыдущие кадры приземлением ещё не являются.

И вот, что мы видим за два кадра до приземления:

Здесь всё настолько очевидно, что не вижу смысла строить модель. Лезвия на большом расстоянии ото льда. Хотя из-за эффекта размытия их едва видно.

За один кадр до приземления:

Тут хочется пояснить несколько моментов. Жёлтый конёк, обозначающий начальное положение, и ось я оставил, чтобы удобнее было сравнивать. Зелёный конёк - конечное положение. Я поместил его на ту же эталонную ось. Масштаб скрина и модели может разниться, но это не принципиально. Ведь цель не в том, чтобы воссоздать скриншот на модели, а в том, чтобы как можно ближе повторить положение конька относительно плоскости льда - по сравнению с видео.

А теперь гифка, чтобы показать всё лучше, чем на маленькой картинке:

Здесь я использую две камеры. Справа - фиксированная камера, которая используется для воссоздания положения конька относительно камеры и плоскости льда - как на скриншоте из видео. Слева - свободная камера, которая показывает положение конька с других ракурсов. За один кадр до приземления видно, что конёк расположен носком к камере, при этом бОльшую часть лезвия не видно. Но между кончиком конька и лезвием небольшое расстояние есть. Также конёк опущен по подобию конька на другой ноге. Поэтому расстояние между кончиком лезвия и льдом наименьшее по сравнению с другими частями лезвия. Угол наклона определить сложно - мешают размытие и скрывающий лезвие ракурс.

А вот и следующий кадр - приземление:

Конёк вновь расположен боковой частью к камере. Сложности есть - мне, например, кажется, что передняя часть лезвия чуть-чуть ближе к камере, чем задняя, но это неточно. Неточности присутствуют, но главное - чтобы угол конька на приземлении не отличался относительно реального на величины, значимые для определения наличия/отсутствия "галки". То, что докрут здесь очень хорош, очевидно. Взглянем на гифку:

Здесь я подключаю ещё и третью камеру (на гифке она выбирается из выпадающего списка). Она показывает строго вид сверху. Также используются дополнительные построения - перпендикулярная эталонной ось (тоже красная), синяя ось, которая лежит на лезвии конька при приземлении, и общий угол недокрута. Конечно, точно измерить его не получится, но в данном случае он, очевидно, пренебрежимо мал. Поэтому такой прыжок можно называть "докрученным в воздухе", и, конечно, никакой "галки" здесь нет. Ни реально, ни в протоколах.

Но не всегда всё будет столь очевидно.

P. S. Помимо финальной гифки напрашивается ещё и статичная картинка конечного положения. Но, к сожалению, в некоторых случаях я упустил этот момент и не сохранил модели - так что осталась только гифка, за что я извиняюсь.

2. Гран-При Франции. Алёна Косторная. КП. 3А.

Был отмечен "галкой", что сразу же вызвало негодование болельщиков Алёны.

Итак, прыжок:

Начало:

Вот, что происходит за два кадра до приземления:

Здесь опять же всё очевидно - никакого касания льда нет и близко.

За один кадр до приземления:

Видно плохо, но если увеличить и поиграть с яркостью, то получится так:

Конёк опущен, кончик на каком-то минимальном расстоянии ото льда, как повёрнут конёк - более-менее различимо. В итоге:

Ну и приземление. Сравнение кадров начала и приземления:

И модель:

Лезвие полностью на льду, задняя часть лезвия видна больше передней.

Гифка:

Конечно, недокрут здесь имеется, но он явно меньше 90 градусов. А значит, с точки зрения правил, прыжок считается докрученным. Ошибочная, на мой взгляд, "галка", как помним, была не единственной причудой судейства на том турнире.

3.Чемпионат Европы. Алёна Косторная. ПП. Каскадный 3А

Интереснейший прыжок. И вовсе не из-за поднятого вокруг него шума, а потому, что действительно производит обманчивое впечатление. Если не разобраться детально.

Наш герой:

Честно говоря, на этой гифке ничего особенного не видно вообще. Сложный чистый прыжок. На сей раз я выбрал видео с качеством 1080 и частотой кадров 60. Потому что на других самые важные скрины получались очень уж размытыми. Хотя для гифки доступно только 30.

На этот раз подход будет нестандартным. Начинаем с приземления. Так как частота кадров здесь очень высокая, то различие между кадрами будет меньше.

За два кадра до приземления мы видим это:

За 1 кадр до приземления:

Здесь можно подискутировать, не приземление ли это - ведь передняя часть лезвия уже на льду. Но, в отличие от других прыжков, здесь я использую видео с бОльшей частотой кадров, а процесс переноса веса фигуристки на лёд тоже - не мгновенный. Поэтому в данном случае считаю правильным использовать следующий кадр. Честно - не уверен. Но разница в угле здесь всё равно очень мала, так что принципиальной ошибки не будет.

Думаю, здесь можно без гифки.

Основной аргумент в пользу большого недокрута заключается в том, что на льду после приземления Алёна докручивает много. И действительно:

И здесь срабатывает механизм, о котором я говорил в самом начале - мы считаем, что всё, недокрученное до эталона в воздухе, докручивается на льду. В данном случае, до этого положения:

Значит, начало прыжка должно быть на этой же оси:

Добавляю начало в модель приземления и получаю недокрут:

Близко к 90 градусам.

Но здесь есть ошибка.

Дело в том, что выбранный момент начала прыжка получился близким к отрыву:

А это значит, что частично пропущена фаза преротации, то есть начало прыжка выбрано неверно, оно взято позднее реального.

Как выбрать начало прыжка верно? Приведу цитату из описания техники исполнения акселя: "Скользя на левом коньке вперёд-наружу, фигурист выпрыгивает в воздух, одновременно тормозя коньком и выбрасывая правую (свободную) ногу вперёд. Только торможение и мах участвуют в закрутке..." Стало быть, самое верное определение начала прыжка - начало маха свободной ногой, когда она начинает движение вперёд.

Покажу в динамике верный момент начала - тогда, когда начинается движение вперёд правой ноги:

Таким образом, начало прыжка должно быть здесь:

Строю модель реального недокрута:

На этот раз "коньки начала и приземления" на модели я расположил на разных прямых, поэтому для наглядности достроил ещё одну прямую, параллельную прямой с "коньком начала".

Подведу итог с помощью такой картинки:

Здесь 1 - поставила левую ногу на лёд; 2 - реальный момент начала вращения (маха), 3 - неверный момент начала, который был выбран ранее, 4 - конец прерота - начало отрыва.

Выбранный, исходя из докрута на льду, момент начала оказался очень далёк от реального, так как был взят ближе к концу фазы преротации. Которая, даже на техничном акселе Алёны, составляет около четверти оборота (если сравнить 2 и 4 картинку, т. е. начало вращения и отрыв ото льда).

А прыжок докручен, и "галку" на нём не поставили совершенно верно. Ну, если точнее, то недокрут здесь явно менее 90 градусов.

Но остаётся вопрос: если недокрута на "галку" нет, то почему же Алёна довольно много прокручивает на льду после приземления? Ответ - инерция выезда прыжка используется для поворота. Без этого поворота, если Алёна показала бы длинный выезд с трикселя, а затем ещё и 2Т, она оказалась бы рядом с коротким бортом, что неудобно. Поэтому для определения докрута важно смотреть не только кадр приземления с прыжка, но и кадр начала.

На самом деле, на сольные 3А Алёна заходит по примерно прямолинейной траектории. Поэтому, если кадр начала будет выбран не очень точно - это едва ли отразится на угле. А вот на каскадные 3А Алёна заходит по дуге - и здесь точность важна. Угол перед началом прыжка постоянно меняется, и в разных попытках он может быть разным относительно короткого борта, поэтому и поворачивать на выезде приходиться не всегда. Довольно часто выезд с трикселя приводит к движению вдоль короткого борта, а не к нему.

Продолжение следует...