Wie ein Fotofinish funktioniert und warum Fahrräder verzerrt aussehen

Die Europameisterschaft im Radsport endete an diesem Sonntag mit einem derart knappen Zielankünfte, bei denen das menschliche Auge völlig nutzlos ist. Remco Evenepoel und Giulio Ciccone erreichten das Ziel praktisch gleichzeitig, und es war notwendig, auf das Foto-Finish zurückzugreifen, um festzustellen, dass der Belgier zuerst die Linie überquert hatte.

Das Foto-Finish fotografiert nicht die Ankunft, sondern die Zeit

Das endgültige Bild zeigt einen minimalen Unterschied zwischen beiden, und wie es bei solchen Fotografien üblich ist, zeigt es auch einige scheinbar seltsame Dinge. Die Fahrräder scheinen deformiert, die Räder sind nicht ganz rund und die Proportionen können sehr unterschiedlich zu denen sein, die wir in einem herkömmlichen Foto sehen würden. Die Erklärung ist, dass ein Foto-Finish nicht wirklich ein normales Foto ist.

Eine herkömmliche Kamera erfasst eine gesamte Szene in einem bestimmten Moment. Eine Foto-Finish-Kamera funktioniert anders.

Das System beobachtet kontinuierlich eine extrem schmale vertikale Linie an der Ziellinie und registriert, was sie tausende Male pro Sekunde passiert. Anschließend werden all diese kleinen Aufnahmen nebeneinander angeordnet, um das Bild zu formen, das wir schließlich sehen.

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Dies verändert die Art und Weise, wie wir das Foto interpretieren, völlig.

Die vertikale Achse repräsentiert die Position jedes Fahrers über die Breite der Straße, aber die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, nicht die Distanz.

Deshalb, obwohl es beim Betrachten eines Foto-Finishs so erscheinen mag, als ob ein Fahrrad physisch hinter einem anderen ist, sehen wir in Wirklichkeit verschiedene Momente ihres Durchgangs durch genau denselben Punkt. Anders ausgedrückt, das Foto-Finish verwandelt die Zeit in ein Bild.

Warum erscheinen die Fahrräder deformiert?

Diese Art der Registrierung des Ziels erklärt auch, warum die Räder oval, gestreckt oder mit völlig deformierten Speichen erscheinen können. Die Kamera friert nicht ein komplettes Fahrrad ein. Sie baut ihr Bild auf, während jedes ihrer Teile die Ziellinie überquert.

Außerdem hat ein sich bewegendes Rad an seinen verschiedenen Punkten in Bezug auf den Boden sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten. Der Punkt des Reifens, der mit dem Asphalt in Kontakt ist, bewegt sich vorübergehend viel langsamer in Bezug auf die Straße als der obere Teil des Rades.

Wenn man all das mit einem System kombiniert, das eine einzige Linie über die Zeit registriert, erscheinen die charakteristischen Deformationen der Foto-Finish-Bilder.

Wenn es also im Bild der Europameisterschaft so aussieht, als ob das Fahrrad von Ciccone kürzer oder das von Evenepoel länger ist, hat das nichts mit ihren tatsächlichen Abmessungen zu tun. Es ist eine Folge davon, wie das Bild aufgebaut wird und von der Geschwindigkeit, mit der jedes Element die Linie überquert.

Wie sind die Kameras, die das Foto-Finish aufnehmen

Um den Gewinner zu bestimmen, spielt es auch keine Rolle, wer den Kopf, die Hände oder den Lenker weiter vorne hat. Im Radsport ist der Maßstab zur Festlegung der Ankunftsreihenfolge der vorderste Teil des Vorderrades in dem Moment, in dem es die vertikale Ziellinie erreicht.

Genau das mussten die Schiedsrichter im äußerst knappen Finale zwischen Evenepoel und Ciccone beobachten.

Moderne Foto-Finish-Systeme können tausende von Messungen der Ziellinie pro Sekunde durchführen. Die von Tissot bei großen Radsportwettbewerben verwendeten Systeme können bis zu 10.000 Messungen pro Sekunde erreichen, das heißt, eine alle 0,0001 Sekunden — eine zehnmillionstel Sekunde. Bei 60 km/h bewegt sich ein Fahrrad in diesem Intervall gerade einmal 1,67 Millimeter, eine Präzision, die weit über das hinausgeht, was eine herkömmliche Fernsehkamera bietet.

Deshalb kann ein Ziel, das im Fernsehen wie ein Unentschieden aussieht, durch einen winzigen Unterschied entschieden werden, wenn das spezifische Bild des Foto-Finishs analysiert wird.

Die Paradoxie des Foto-Finishs ist, dass das Bild uns völlig deformiert erscheinen kann und gleichzeitig viel nützlicher zur Bestimmung des Gewinners ist als ein perfekt scharfes herkömmliches Foto.