看过篮球比赛的各位都知道,命中率是衡量一个球员好坏的关键因素之一,命中率高得分多往往是一场比赛赢球的保证。
而在众多得分手段中,罚篮又是其中的关键部分:双方球员分列两头,没有防守没有干扰,只能目送你把球送进篮筐,这对于一些球员来说,简直就是白送分。
但即便是这样,球场中也常常会出现一些意外,导致球员在众目睽睽之下投了一个 air ball。。
那场面别说有多尴尬。。
而在一些关键场合紧要关头罚球不进,不仅损伤士气,还会引来场边观众的哀嚎乃至嘘声不断。
虽然网上流传着不少提高投篮命中率的视频,但是世超寻思着强如 NBA 都有不少罚篮杀手,因此可能光从技术上提高是一个蛮难的过程。
那么我们换个思路,能不能从器材的角度来思考一下出路:有没有一种能极大提高投篮命中率的装置呢?
竞技比赛中也许么得办法,但是民间的探索一直未中断过。
在最早的探索中大家是从篮框下手的,既然篮球入框就是得分,那么只要我的篮框足够大,我的球就不会跑偏。
还有人则想着把篮球变小,不过本质上还是一样的思路,并没有跳脱本来的思维。
而且这种方式显然还是有一些门槛,命中率会提高但还是需要掌握很强的技巧性。
而为了能让普通人的命中率得到极大提高,国外有能人开始想到在篮板上下功夫。
油管视频博主 Stuff Made Here 就利用业余时间创作了一个 “ 百发百中 ” 神射手专属篮板,为我们极大降低了命中投篮的门槛。
这个篮板神奇就神奇在于,无论把球从哪一个角度扔过去,只要在篮板的范围内,都会经过奇怪的线路最终被送进框内。
简单来说,球沾板就进,稳得一批。
那么究竟是有何奥妙使得这块篮板能这么神奇呢?那就要归功于数学设计。
俗话说,学好数理化走遍天下都不怕,这块篮板表面看波澜不惊,从侧面一看也许就能发现奥妙——
它的板面并非平平无奇,而是一个奇特的曲面。
这个曲面最简单的功能就是改变篮球的线路使其按照特定方向下落,当球落在错误的位置时会被及时反弹回正确的轨道。
但是众所周知,篮球的落点千变万化,其中的夹角、力度、旋转更是牵一发动全身,并不是一个简单的平面就可以拟合的。
而为了做到足够强的数据支撑,这位博主用上了著名的统计模拟方法——蒙特卡洛法,这个统计学方法的精髓就在于可以模拟系统的随机性从而得到大量实验数据。
他编写了一段程序,模拟了篮球从千万个角度投射而来的过程,并最终得到了建模数据。
再用最小二乘法将数据拟合出了这样一块儿拥有完美曲面的篮板。
当然,到这儿也就是理论部分完成,随后要做的就是把这一梦幻篮板制作出来。
还好这位博主是个老手艺人,自己用数控机床就做出来了基础模板。
不过就是做好了才发现公式设计错了,只算了重量没考虑半径,导致第一代依然屡屡弹框而出。
这像极了我们之前自己做实验的样子,想的都挺好,一操作起来就拉胯,非常真实。。
好在及时发现错误,将篮筐前移了一个半径的距离,最终才成型。
至此一个所有男孩梦寐以求的篮板就做成了。。
在这个篮板推出一个月后,他又力推出了百分百命中率篮板 2.0。
这次不再是靠角度引导球路了,直接篮板自己动帮你传进篮筐!
在视频的开端,博主也讲解了自己制作篮板 2.0 的原因,就是因为第一块篮板在面对某些直平球时的表现并不总那么出色。
而在 2.0 中,不仅命中率更高,甚至还能人脸识别投球人是谁来决定球中不中。
如果识别到是发明者,那么就是百发百中无比豪横。
而如果是局外人,那不好意思,这篮板就是盖了帽儿了,想投进,没门!
肉眼可见的是,这次的设计比上一代难度大很多。
除了要精确识别到人体、还要识别到与人头相似的球体、要精准算出篮球运动的轨迹。
重要的是能及时计算出来合适的角度,临门一碰将篮球送入篮筐!
当然这一切的开始需要先制作一个 “ 会动的 ” 的篮板。
篮板是随便买的,但后面的机械臂可是博主亲手做的。
在这里博主选择了三点连接控制这个篮板,这里面涉及到很多机械的知识,咱也就不细看了,反正运用了博主的各种知识。
世超听下来最难得部分大概就是要获取足够的加速度就要物体本身很轻加上动能够大再加上本身移动幅度不能过大。。这个 balance 就很微妙。
不多对这位博主来说,硬件都还是小事儿,最难得在于软件计算识别部分。
第一步识别就是一个大问题,常常识别画面里会出现许许多多各种形状的物体,首先要做的就是让系统把那些看上去像球的东西全部识别出来。。
这里单纯的识别出哪个是球体是比较困难的,因此需要结合一下物体的运动轨迹,在每一帧中找出那个最像球体运动抛物线的东西,那就是篮球本身。
简单绘制到平面图上可以看到,另一个像球的物体(比如人头)的位移是下面的直线,而上面真正的球体即使半中间碰到了什么物体有一段偏移的位移,但已经是最符合运动轨迹的物体,那么显然二者中很清楚的识别到真正的球体。
而识别到真正的球体之后,剩下要做的就是计算到达篮板的时间以及之后的落点。
而在这一过程中,博主表示没什么秘诀,机器学习的次数越多,结果也就越准确,这点上就全靠机器自己勤奋。。
经过这样一系列的运动捕捉分析后,我们剩下要做的就是在篮球触到篮板的瞬间给篮板下达一个指令,告诉它该怎么做。
这里又有一个问题,就是让球进框有很多种方法,可以前倾直接撞入篮筐,也可以后仰弹入篮筐。
这样的可能性有很多,这就使得它在计算时有非常多的解,这些解的可能性为机器造成了很大的阻碍。
最后的结果也就只能根据制作的篮板运动限制来去除掉那些完成不了的动作,最后求出最优解,完成会心一击。
不过考虑到网络计算的延迟,因此实际的指令都在毫秒之间下达,能做成这样的效果,真的很厉害了。
有了这么一个利器,就可以解锁各种投篮姿势,各种正规场上用不到的姿势都能完成得分。
只要碰着板就能进,闭眼扔都中,简直比 1.0 还让人放心。
希望这项技术早日普及,救救我们这群曾经在球场驰骋现在只能玩 2k 过过瘾的肥宅们。
毕竟年纪越大越拼不过年轻人了,唯一能下下功夫的,就是装备了。