VAR Ik heb motion capture technologie gebruikt om te laten

VAR: Ik heb motion capture technologie gebruikt om te laten zien waarom de Premier League buitenspel beslissingen verkeerd neemt

Pooya Soltani, Auteur voorzien

In een recente Premier League-wedstrijd kwam Manchester United op een 2-0 voorsprong toen spits Marcus Rashford op een pass afliep en de bal langs de doelman van Liverpool, Alisson Becker, schoof. Het spel werd kort opgehouden terwijl de videoscheidsrechter controleerde of Rashford voor de laatste verdediger, Joe Gomez, stond toen de pass werd gegeven. Het verschil tussen on-side en off-side – tussen doelpunt of geen doelpunt – kan heel klein zijn:

De marges kunnen zelfs zo klein zijn dat het eenvoudig plaatsen van de camera in een iets andere hoek een groot verschil kan maken. Dit probleem van camerahoeken, en hoe die onze perceptie van buitenspel beïnvloeden, heeft mij ertoe aangezet mijn expertise in 3D motion capture technologie te gebruiken om de nauwkeurigheid van videoscheidsrechtersystemen te onderzoeken.

Video assistent-scheidsrechter (of VAR) technologie werd voor het eerst geïntroduceerd in 2018 om scheidsrechters te helpen bij het beoordelen van beslissingen voor doelpunten, rode kaarten, strafschoppen en persoonsverwisselingen. Sindsdien is het totale aantal overtredingen, buitenspel en gele kaarten gedaald.

Aan de andere kant heeft de VAR de totale wedstrijdtijd doen toenemen, terwijl de effectieve speeltijd is afgenomen. Het eindresultaat van de VAR wordt bepaald door een menselijke operator in een kantoor ver van het stadion – die uiteraard vatbaar kan zijn voor menselijke fouten – alvorens te worden doorgegeven aan de scheidsrechter op het veld.

Nog een andere VAR controverse ontstond onlangs toen de scheidsrechters op het veld de doelpunten van Newcastle United en West Ham tegen respectievelijk Crystal Palace en Chelsea goedkeurden, maar deze doelpunten werden afgekeurd nadat de VAR ze opnieuw beoordeelde. Deze beslissingen werden zwaar bekritiseerd in de media en nu heeft PGMOL, het scheidsrechtersorgaan, beloofd om “volledig mee te werken” aan een onderzoek van de incidenten door de Premier League.

Waarom buitenspel zo moeilijk te beoordelen is

Wet 11 van het associatievoetbal stelt dat een speler zich in een buitenspelpositie bevindt als een van zijn lichaamsdelen, behalve zijn handen en armen, zich op de helft van de tegenstander bevindt en dichter bij de doellijn van de tegenstander is dan zowel de bal als de op één na laatste tegenstander (de laatste tegenstander is gewoonlijk, maar niet noodzakelijk, de doelman).

Scheidsrechters en assistent-scheidsrechters moeten het exacte moment waarop de bal werd getrapt vaststellen en tegelijkertijd de positie van vaak snel bewegende spelers controleren. In geval van twijfel kunnen zij de videobeelden van het incident bekijken. Deze video’s worden vaak opgenomen met 30 beelden per seconde, maar toch kan de video nog onscherp worden omdat de spelers zo snel bewegen.

Het is daarom onduidelijk of de huidige technologie voor het afspelen van video’s accuraat genoeg is om de nauwste buitenspelsituaties aan te kunnen. Om dit uit te zoeken, heb ik gebruik gemaakt van optical motion capture technologie, die de positie van de spelers en de bal in 3D en met grotere nauwkeurigheid vastlegt, en dus kan worden gebruikt om de uitkomsten van 2D videosystemen te valideren.

Ik creëerde enkele buitenspelscenario’s in een laboratorium en vroeg vrijwilligers om op te treden als de spelers en de VAR. In elk scenario passte een speler de bal naar zijn teamgenoot die naast een tegenstander stond.

Ik plaatste reflecterende markers op de spelers en de bal en nam hun 3D posities op met een motion capture systeem. Ik nam de scènes ook op met videocamera’s die onder verschillende kijkhoeken waren geplaatst. Daarna vroeg ik tien studenten om naar de vooraf opgenomen gebeurtenissen te kijken, het moment van de bal te bepalen en te bepalen of de speler buitenspel stond.

Motion-tracking in het lab.

Mijn resultaten zijn onlangs gepubliceerd door de International Society of Biomechanics in Sport.
Ik toonde aan dat mensen gemiddeld het buitenspelmoment later inschatten dan het werkelijke moment waarop de bal werd getrapt met 132 milliseconden, of 0,13 seconden.

Zo’n vertraging lijkt misschien niet veel, maar in snelle spellen zoals voetbal kan het genoeg zijn om spelers op een andere plaats te zetten en ze daardoor buitenspel te zetten. Bijvoorbeeld, in de veronderstelling dat een speler met ongeveer 8 meter per seconde beweegt, zou een vertraging van slechts 0,13 seconden kunnen overeenkomen met ongeveer 1 meter.

Bij het bekijken van video’s genomen vanuit een hoek van 0 en 90 graden (vanuit verhoogde posities in lijn met de spelers en achter de keeper), waren de deelnemers meer geneigd accuraat te zijn. Bij een kijkhoek van 45° en wanneer het beeld van de aanvaller zich links van de verdediger bevindt, leek de aanvaller soms dichter bij de doellijn te staan, wat resulteerde in verkeerde buitenspelbeoordelingen.

Evenzo, wanneer de aanvaller zich aan de rechterkant van de verdediger bevond, zelfs wanneer hij buitenspel stond, leek hij soms naast de verdediger te staan. Het lijkt erop dat deze verkeerde beslissingen het resultaat zijn van relatieve optische projecties van de twee spelers bij deze camera kijkhoek.

Hoe deze vertekeningen verder te verminderen

Aangezien de VAR nog steeds een menselijk element bevat, lijkt het onmogelijk om alle potentiële fouten en vertekeningen te elimineren en 100% nauwkeurigheid te bereiken. Niettemin zijn er verschillende dingen die we kunnen doen om deze vertekeningen verder te verminderen. Zoals camera’s met een hogere beeldsnelheid die het balcontact en het buitenspelmoment in een tragere beweging kunnen bepalen.

Voor marginale buitenspelbeslissingen zou de VAR de huidige lijn van één pixel moeten vervangen door dikkere lijnen om de onzekerheidszone weer te geven. Waar de lijnen elkaar overlappen, zouden die situaties als on-side kunnen worden beschouwd.

Tenslotte, in het geval dat een parallel of loodrecht beeld van de gebeurtenis niet mogelijk is, zou de VAR met andere camerahoeken moeten worden gecontroleerd. Op langere termijn zou bij de VAR gebruik kunnen worden gemaakt van “volumetrische video” die de scène in 3D vastlegt en die zowel op platte schermen als in 3D-schermen of VR-brillen kan worden bekeken.

Deze technologieën zullen de vraag of Rashford al dan niet buitenspel stond misschien nooit helemaal oplossen – voetbalfans, spelers en managers houden van een goed argument. Maar het moet niet over millimeters gaan.

The Conversation

Pooya Soltani werkt niet voor, geeft geen advies aan, heeft geen aandelen in, en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft geen andere relevante banden bekend gemaakt dan hun academische aanstelling.