Měření času ve sportu: od stopek po hi-tech časomíry

Usain Bolt

Usain Bolt Zdroj: profimedia.cz

Měření času ve sportu se vyvíjí stejně rychle, jako rostou technologické možnosti lidstva. Cesta od manuálního měření k současné zautomatizované elektronicko-optické časomíře odráží i změny samotného vnímání sportu.

Sport byl ve svých prapočátcích vnímán hlavně jako souboj. Během olympijských her v době antického Řecka se čas sportovcům neměřil, diváky zajímal samotný střet atletů, tedy kdo koho porazí a jak v klání zvítězí. Až v moderní éře se objevila myšlenka souboje s časem. S tím souvisí i rozmach statistik a zaznamenávání rekordů.

Rozvoji měření času významně pomohla i média a začátek přenášení sportovních událostí přímým přenosem. Dovedete si představit, jak by vypadal sportovní přenos bez všech těch dat, která se na nás z obrazovky chrlí? Bez online sledování času závodníků, porovnávání jejich průběžných mezičasů, zkoumání těsných rozdílů na cílových fotografiích, by byl zážitek jistě značně ochuzený.

Cílová fotografie finále sprintu na 100 metrů mužů na olympiádě v Pekingu.Cílová fotografie finále sprintu na 100 metrů mužů na olympiádě v Pekingu. | profimedia.czCílová fotografie finále sprintu na 100 metrů mužů na olympiádě v Pekingu.

Měření času ve sportu je v současnosti komplexní obor, který vyžaduje rozsáhlé množství složité techniky i lidi, kteří ji umí ovládat. Na letošních letních olympijských hrách v Londýně bude měření času zajišťovat 450 profesionálů s osmi stovkami cvičených dobrovolníků, kteří budou obsluhovat zařízení vážící dohromady asi 420 tun. Jen kabely spojující jednotlivé součástí časoměrného komplexu budou dohromady měřit přes 180 kilometrů.

Stopování času na sportovním svátku bude zajišťovat švýcarský výrobce hodinek a měřících zařízení Omega. Během ní bude poprvé použitý systém Quantum Timer, konkrétně u cyklistiky a plavání. Quantum Timer umí měřit čas v rozlišení 1 miliontiny sekundy, tedy 100krát přesněji než předešlá zařízení. V rámci oficiálních časů se sice zatím stále uvádějí maximálně tisíciny vteřiny, měřící přesnost přístrojů se ale stále zlepšuje. Na první novodobé olympiádě v roce 1896 se přitom měřilo stopkami s přesností pouze na pětinu vteřiny.

Startovací pistoleStartovací pistole | OmegaStartovací pistole

Historické milníky měření času ve sportu

Na začátku bylo měření ve sportu plně v rukou lidského postřehu. Rozhodčí po výstřelu rozjeli své stopky, ve chvíli, kdy sportovec protnul cíl, je zastavili. Na velkých akcích jednoho sportovce měřilo několik rozhodčích najednou, výsledky se pak průměrovaly. Lidské oko sice vidí velmi přesně, problémem je ale přenos informace ze zraku do ruky. Stlačení tlačítka stopek v reakci na vjem přichází zpožděně, což výsledky značně znepřesňuje.

Jako zajímavé se ukázalo porovnání výsledků lidského a elektronického měření u sprintu. Po zavedení elektronického měření začali stovkaři najednou běhat v průměru zhruba o dvě desetiny vteřiny pomaleji. A není překvapením, že za tím nebyl náhlý výpadek formy sprinterů, ale právě korekce nedokonalosti lidského postřehu časoměřičů. Ti totiž mačkali stopky až v okamžiku, kdy uslyšeli startovní výstřel. To však už běžci zlomek vteřiny běželi a měřená dráha tak byla ve skutečnosti kratší.

Měření času ve sportuMěření času ve sportu | OmegaRozhodčí se podíleli na měření času sportovců dlouho, i ve chvíli kdy už se částečně využívalo elektronického měření.

Měření času ve sportuMěření času ve sportuZ pravidel atletiky: Rozhodčí v cíli mají být v rovině cíle, nad úrovní dráhy a v odstupu alespoň 5 m od okraje dráhy.

Velký přelom nastal už na olympiádě 1912 ve Stockholmu, kdy byla poprvé využita cílová fotografie pro posuzování finišů běžeckých závodů. Fotilo se stacionární štěrbinovou závěrkou s přiměřenou rychlostí, objektiv mířil na cílovou čáru a fotografoval ji v různých časech. Nevýhodou bylo, že výsledek nebyl okamžitě k dispozici, protože se muselo čekat na vyvolání kinofilmu. Zavedení cílové fotografie ale znamenalo zásadní pojistku pro rozhodnutí rozhodčích.

Další důležitou inovaci přinesla tzv. Kirbyho kamera, která zažila svou premiéru v roce 1932 na olympiádě v Los Angeles. Ta současně fotografovala cíl i běžící stopky. Na základě snímků tak bylo možné nejen posoudit pořadí běžců, ale i měřit jejich přesný čas.

Snímek z Kirbyho kamery

Na přelomu 40. a 50. let vyvinula Omega vysokorychlostní štěrbinovou kameru, kterou propojila s digitálními stopkami měřicími s přesností na setinu vteřiny. Za to Omega dostala od Olympijského výboru ocenění - Kříž za zásluhy. Racend OMEGA Timer použitý poprvé v Londýně 1948 také už uměl zastavit stopky poté, co sportovec protnul jím vyslaný paprsek světla v úrovni cíle. To znamenalo mimo jiné konec do té doby využívané cílové pásky.

Racend OMEGA TimerRacend OMEGA Timer | OmegaRacend OMEGA Timer

Cílová páskaCílová páska | OmegaS novým přístrojem končí i éra cílové pásky.

Přes výrazně přesnější možnosti měření se až do roku 1972 oficiální výsledky udávaly s přesností na desetiny sekundy. Na setiny došlo až na začátku sedmdesátých let na olympiádě v Mnichově, která je často zmiňována jako první s plně automatizovaným měřením. Tou dobou už bylo také samozřejmostí funkční propojení startovací pistole se stopkami.

Cílové foto z olympijského závodu na 400 metrů v roce 1960Cílové foto z olympijského závodu na 400 metrů v roce 1960 | OmegaCílové foto z olympijského závodu na 400 metrů v roce 1960

Současné trendy v měření času ve sportu

V současnosti je měření času ve sportu plně digitální. Digitální stopky „quartz“, které nahradily ty mechanické, využívají ke stopování času přesné frekvence oscilace oxidu křemičitého. Lidský postřeh je zcela eliminován: startér-člověk sice zmáčkne spoušť pistole k odstartování závodu, ta je ale napojená na přístroje, které mají samotné měření zcela ve své režii.

Časomíra v cíli olympijského stadionu v Londýně.Časomíra v cíli olympijského stadionu v Londýně. | profimedia.czČasomíra v cíli olympijského stadionu v Londýně.

Měření času ve sportu je také stále dokonaleji synchronizované s obrazem. Princip Kirbyho kamery je s digitálními možnostmi doveden do dokonalosti – cílové foto je k dispozici okamžitě i s integrovaným časovým razítkem. Cílová rovinka v atletice je snímána rychlostí až několika tisíc snímků za sekundu. Cílovou pásku v současnosti nejčastěji nahrazuje laserový paprsek. U zimních sportů se kvůli některým rušivým vlastnostem sněhu někdy používá paprsek infračervený.

cyklistikacyklistika | OmegaNěkteré dráhové cyklistické disciplíny vyžadují použití speciálních startovních bloků, které drží kolo a jezdce až do chvíle, kdy je propustí startovací signál.

U některých sportů se při měření závodníků pracuje s rádiovými frekvencemi. U disciplín s větším počtem závodníků (maratón, běh na lyžích) totiž startovní čáru nepřekročí všichni ve stejný moment. Proto má každý z běžců v botě přidělaný RFID čip s unikátní radiovou frekvencí. Na startovní čáře je smyčka mědi, která funguje jako anténa a registruje průchod označených závodníků. Systém je podobný tomu pro markování zboží na pokladnách v obchodech. V cíli pak tento systém individuálně každému sportovci změří jeho přesný čas.

U některých sportů jako třeba u jachtingu se pak využívá k měření závodů i globální družicový polohový systém GPS.

rychlobruslenírychlobruslení | profimedia.czU sportů jako je rychlobruslení nebo sáňkování často rozhodují o umístění opravdu tisíciny vteřiny. Přesné měření je proto u těchto disciplín nezbytností.

Důležitou roli hrají i dotyková čidla

Stále dokonalejší jsou i různá dotyková čidla, která jsou napojená na časoměřičské přístroje. Zvlášť podstatné jsou u plaveckých disciplín, jejichž měření kvůli vodnímu prostředí vyžaduje jiné metody. Speciálními dotykovými plochami jsou kontrolovány startovní bloky i cílové stěny bazénu. Zásadní u nich bylo vytvoření takové technologie, která by uměla reagovat pouze na dotyk ruky sportovce a nic jiného. Dotyková plocha na konci plavecké dráhy se proto aktivuje jedině soustředěným tlakem, naopak rozložený tlak vody nebo vln je schopná odlišit a ignorovat.

Měření plaveckých disciplín spoléhá na přesná a inteligentní dotyková čidlaMěření plaveckých disciplín spoléhá na přesná a inteligentní dotyková čidla | OmegaMěření plaveckých disciplín spoléhá na přesná a inteligentní dotyková čidla.

Dotyková čidla jsou podstatná i v atletice. Zabudovaná jsou do startovacích bloků – kontrolovat mají předčasné starty. Jako předčasný start se v současnosti považuje i to, když atlet opustí bloky dříve než desetinu sekundy po startovním výstřelu. Podle výzkumů totiž člověk není schopen v kratším časovém intervalu zareagovat. Startovní reakce pod desetinu sekundy je pouze náhodným trefením výběhu do startovního výstřelu a pro sportovce znamená stop v závodě.

Poté co startovací pistole vystřelí, vyšle elektrický proud do startovacích bloků. V nich jsou dotyková čidla, která měří tlak a dokážou tak rozpoznat, jestli závodník opustil start v souladu s pravidly.

Startovací bloky jsou napojené na startovací pistoli.Startovací bloky jsou napojené na startovací pistoli. | OmegaStartovací bloky jsou napojené na startovací pistoli.

Sportovci dnes mohou bez obav spoléhat na to, že moderní technologie změří jejich čas až neuvěřitelně přesně. Jiná otázka už ovšem je, jak dlouho ještě budou sportovci v souboji s časem vyhrávat a pokořovat další a další hranice. Podle některých vědců už člověk vyšponoval své fyzické možnosti do extrému a konec překonávání světových rekordů je na dohled. Schválně, kolik myslíte, že padne světových rekordů na letošní londýnské olympiádě?