La tecnología al servicio del espectador

El fútbol americano es el deporte más visto en los Estados Unidos. Por ejemplo, la Super Bowl 2011 tuvo una audiencia media de 111 millones de personas en todo el mundo.

El objetivo principal de este deporte -el cuál permite puntuar- es avanzar, ganar terreno. Ésto se consigue mediante el sistema de "downs".

Downs
La ofensiva de un equipo tiene 4 oportunidades o downs para avanzar 10 yardas. Si lo consiguen se obtiene de nuevo un "primer down" y otras 4 downs para avanzar otras 10 yardas. La yarda 0 de avance se sitúa en el mayor punto de avance conseguido por el portador de la pelota. Si no se consiguen avanzar 10 yardas en los 4 downs cambia la posesión de la pelota y por lo tanto es el turno del otro equipo para empezar su avance.

¿Cómo se señaliza?
En el campo la yarda primera y la yarda de down están marcadas en la banda mediante las señales que podéis ver en la siguiente imagen.

Éstas señales llamadas comúnmente "cadenas" (están atadas por una cadena de 10 yardas de longitud) se mueven cada vez que se consigue un primer down. El problema es que, al estar en la banda, con mucha frecuencia están fuera del plano de la cámara. Entonces ¿cómo saben los espectadores (los 100 millones que ven el partido por televisión...) dónde está la yarda primera y la yarda 10? y, lo más importante ¿cómo sabe si se ha conseguido un primer down antes de que termine la jugada y el árbitro lo comunique?

La respuesta como en todos estos casos se encuentra en la tecnología: unas lineas pintadas virtualmente en el campo y que siguen los movimientos de la cámara de manera que dan la sensación de estar realmente pintadas en el césped.

Linea de down pintada virtualmente en el campo

En la mayoría de los casos, al igual que con el Ojo de Halcón, una vez que se ve varias veces uno tiende a tener la sensación de que su funcionamiento debe ser sencillo pero nada más lejos de la realidad.

La tecnología
Uno de los aspectos problemáticos de los efectos generados por ordenador es la grandísima cantidad de esfuerzo que hace falta para conseguir hacer algo en apariencia simple.

Esto es un ejemplo perfecto de esto. Pintar en el campo la linea de primera y down suena simple pero, debido a la cantidad enorme de variables puede llegar a convertirse en algo imposible.

Para que esto no ocurra es necesario simplificar el trabajo reduciendo el numero de variables aleatorias al mínimo. Eso se consigue controlando todos los siguientes aspectos técnicos:

• El sistema tiene que saber la orientación del campo en todo momento de manera que pueda pintar las líneas con la perspectiva correcta.
• El sistema tiene que saber, en la misma perspectiva anterior, dónde se encuentra cada yarda.
• Dado que la cámara que retransmite puede moverse de maneras muy diversas (inclinación,pan,zoom) el sistema tiene que poder monitorizar todos los parámetros de la cámara con el fin de modificar la perspectiva de las líneas.
• Dado que la cámara puede pivotar para cualquier parte del campo con el fin de seguir la jugada el sistema tiene que ser capaz de recalcular la perspectiva a 30 fps mientras esto sucede.
• Un campo de fútbol no es plano. Es más alto por el centro con el fin de evitar acumulaciones de agua. Por lo tanto el sistema tiene que tener esto en cuenta para pintar las lineas de manera adecuada.
• Los partidos son retransmitidos desde numerosas cámaras. Por lo tanto el sistema tiene que ser capaz de calcular todo lo anterior para cada una de las cámaras.
• El sistema tiene que ser capaz de detectar a los árbitros, jugadores y pelota para no pintar las lineas por encima de ellos y que parezca realmente que está situada en el campo.
• El sistema tiene que ser capaz de detectar los anuncios de sponsors, marcador impreso en pantalla y demás rótulos con el fin de no pintar las líneas por encima de ellos.

Ejemplo del sistema en funcionamiento, desde dos cámaras distintas

La pieza clave del buen funcionamiento del sistema es el trípode de las cámaras de televisión. Estos trípodes codifican todos los movimientos de cámara, incluidos enfoque y zoom. Estos datos ayudan al sistema a entender exactamente donde está apuntando cada cámara.

La otra pieza clave es el modelo virtual 3D del campo. El sistema sabe exactamente donde están localizadas las cámaras en el modelo 3D y, al contar con todos los datos de movimientos de cámara, puede orientar las líneas acorde al modelo virtual del campo.

La paleta de colores también es crítica. El sistema tiene que ser capaz de distinguir entre la hierba del campo, donde se tiene que pintar la línea, y todo lo demás (jugadores, árbitros,pelota...) donde no.

El sistema cuenta con 8 ordenadores:

• Cuatro ordenadores SGI.
• Un PC.
• 3 ordenadores especiales usados en conjunción con las cámaras de televisión

La función de estos ordenadores especiales es analizar la posición de las cámaras y luego mandar la información final de las líneas a los camiones de retransmisión de cada cadena que tenga contratado el servicio.

Dibujando la línea
Para determinar dónde ha de ser dibujada la linea el sistema utiliza la siguiente información:

• El campo virtual 3D es modelado antes del partido (particular de cada estadio) y los datos proporcionados por los trípodes de las cámaras.
• La información de vídeo de la cámara que está en el aire en cada momento (determinada de forma separada por el camión de cada televisión).
• Dos paletas de colores distintas: una representa los colores del campo que deben ser cambiados para representar la linea de primer y down y otra que representa los colores que no deben ser cambiados (colores de los uniformes de los árbitros,jugadores...) donde la línea debe ser eliminada con el fin de que parezca estar pintada en la hierba.

Una vez que el sistema determina qué pixeles tienen que ser modificados esta información, junto a la de señal de vídeo, es enviada a un ordenador que dibuja la línea 60 veces por segundo. La línea es entonces enviada a un "keyer" lineal que superpone las líneas sobre el programa de vídeo.

Obviamente este proceso requiere un tiempo en ser calculado, lo que conlleva a unos cuantos fotogramas de retraso que deben ser aplicados también en la señal de vídeo para sincronizar finalmente las líneas de primera y down en televisión.

En un día de partido se necesitan cuatro operadores para hacer funcionar el sistema.

• El spotter (encargado de dar nombres y números a los comentaristas) y un operador trabajan juntos para introducir la yarda primera antes de cada jugada. El spotter se sitúa en la cabina de prensa y el operador en el camión de producción introduciendo el número correcto.
• Otros dos operadores de la cadena de deportes trabajan juntos para hacer cualquier corrección necesaria durante el partido. Estos ajustes pueden ser, por ejemplo, cambios en las paletas de colores debido a cambios de luz con el transcurso del partido, nieve, barro...

Este es todo el proceso necesario para la creación de las líneas de primera y down para que sean vistas sin problema  por los espectadores en sus casas. Cualquier fan de fútbol americano que siga los partidos por televisión te dirá que el esfuerzo merece la pena.

Por cierto, cabe mencionar que ésta información es puramente visual. Los árbitros no se guiarán por ellas en ningún momento para decidir si una jugada consiguió un primer down o no. El método legal para comprobar cualquier duda con el avance de la pelota se realiza con las cadenas.

Espero que os haya gustado y os haya parecido entretenida e interesante.