Utilisation de la technologie de capture de mouvement pour montrer pourquoi la Premier League prend des décisions de hors-jeu serrées

Lors d’un récent match de Premier League, Manchester United a mené 2-0 lorsque l’attaquant Marcus Rashford a couru sur une passe et a passé le ballon devant le gardien de but de Liverpool, Alisson Becker. Le match a ensuite été interrompu brièvement pendant que “l’arbitre vidéo” vérifiait si Rashford était en avance sur le dernier défenseur, Joe Gomez, au moment de la passe. La différence entre en-jeu et hors-jeu – entre but ou pas de but – peut être minime :

Marcus Rashford était en jeu pour le deuxième but de Manchester United en raison du niveau de tolérance qui a été ajouté au hors-jeu VAR l’été dernier.

Aurait été hors-jeu en 2020-21.

Lorsqu’un joueur est en jeu en raison d’un niveau de tolérance, une ligne verte est affichée, tracée vers le défenseur.

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– Dale Johnson (@DaleJohnsonESPN) 22 août 2022

En effet, les marges peuvent être si petites que le simple fait de placer la caméra sous un angle légèrement différent peut faire une grande différence. Ce problème d’angles de caméra, et comment ils affectent notre perception des appels hors-jeu, est ce qui m’a encouragé à utiliser mon expertise en technologie de capture de mouvement 3D pour explorer la précision des systèmes d’arbitrage vidéo.

La technologie des arbitres assistants vidéo (ou VAR) a été introduite pour la première fois en 2018 pour aider les arbitres à examiner les décisions concernant les buts, les cartons rouges, les pénalités et les erreurs d’identité. Depuis lors, le nombre total de fautes, de hors-jeu et de cartons jaunes a diminué.

D’autre part, VAR a augmenté le temps total de match tout en réduisant le temps de jeu effectif. Le résultat final du VAR est déterminé par un opérateur humain dans un bureau éloigné du stade – qui peut bien sûr être sujet à l’erreur humaine – avant d’être transmis à l’arbitre sur le terrain.

Une autre controverse VAR a éclaté récemment lorsque les arbitres sur le terrain ont accepté les buts de Newcastle United et West Ham contre Crystal Palace et Chelsea respectivement, uniquement pour que ces buts soient refusés après que VAR les ait examinés. Ces décisions ont été fortement critiquées dans les médias et maintenant PGMOL, le corps des arbitres, a promis de “coopérer pleinement” avec un examen des incidents par la Premier League.

Pourquoi les hors-jeu sont si difficiles à juger

La loi 11 du football associatif stipule qu’un joueur est en position de hors-jeu si l’une de ses parties du corps, à l’exception de ses mains et de ses bras, se trouve dans la moitié de terrain adverse et plus près de la ligne de but adverse que le ballon et l’avant-dernier adversaire ( le dernier adversaire est généralement, mais pas nécessairement, le gardien de but).

Les arbitres et les arbitres assistants doivent identifier le moment exact où le ballon a été botté et vérifier la position des joueurs souvent rapides en même temps. En cas de doute, ils peuvent visionner les séquences vidéo de l’incident. Ces vidéos sont souvent enregistrées à 30 images par seconde, mais la vidéo peut encore devenir floue car les joueurs se déplacent si rapidement.

Il n’est donc pas clair si la technologie actuelle de relecture vidéo est suffisamment précise pour faire face aux situations de hors-jeu les plus étroites. Pour le savoir, j’ai utilisé une technologie de capture de mouvement optique qui enregistre la position des joueurs et du ballon en 3D et avec une plus grande précision, et peut donc être utilisée pour valider les résultats des systèmes vidéo 2D.

J’ai créé des scénarios de hors-jeu dans un laboratoire et demandé à des volontaires d’agir en tant que joueurs et VAR. Dans chaque scénario, un joueur passait le ballon à son coéquipier qui se tenait à côté d’un adversaire.

J’ai placé des marqueurs réfléchissants sur les joueurs et le ballon et j’ai enregistré leurs positions en 3D avec un système de capture de mouvement. J’ai également enregistré les scènes avec des caméras vidéo placées sous différents angles de vue. Ensuite, j’ai demandé à dix étudiants de regarder les événements préenregistrés, de déterminer le moment du coup de pied et d’identifier si le joueur était hors-jeu.

Mes résultats ont été récemment publiés par la Société internationale de biomécanique du sport. J’ai montré que les gens jugent en moyenne le moment du hors-jeu comme étant plus tardif que le moment réel où le ballon a été botté de 132 millisecondes, soit 0,13 seconde.

Un tel retard peut ne pas sembler beaucoup, mais dans des matchs rapides comme le football, cela pourrait suffire à placer les joueurs à un autre endroit et donc à les mettre hors-jeu. Par exemple, en supposant qu’un joueur se déplace à environ 8 mètres par seconde, un retard de seulement 0,13 seconde pourrait correspondre à environ 1 mètre.

Lors du visionnage de vidéos prises à partir d’angles de 0 et 90 degrés (à partir de positions surélevées alignées avec les joueurs et derrière le gardien de but), les participants étaient plus susceptibles d’être précis. À un angle de vision de 45° et lorsque l’image de l’attaquant se trouve sur le côté gauche du défenseur, l’attaquant semblait parfois être plus proche de la ligne de but, ce qui entraînait de mauvais jugements de hors-jeu.

De même, lorsque l’attaquant était du côté droit du défenseur, même lorsqu’il était hors-jeu, il apparaissait parfois à côté du défenseur. Il semble que ces mauvaises décisions soient le résultat de projections optiques relatives des deux joueurs à cet angle de vue de la caméra.

Comment réduire davantage ces biais

Comme il y a toujours un élément humain dans le VAR, il semble impossible de supprimer toutes les erreurs et biais potentiels et d’atteindre une précision de 100 %. Néanmoins, il y a plusieurs choses que nous pourrions faire pour réduire davantage ces biais. Ceux-ci incluent des caméras à fréquence d’images plus élevée qui pourraient déterminer le contact avec le ballon et le moment de hors-jeu dans un mouvement plus lent.

Pour les décisions de hors-jeu marginales, le VAR devrait remplacer sa ligne actuelle à un pixel par des lignes plus épaisses pour représenter la zone d’incertitude. Lorsque les lignes se chevauchent, ces situations pourraient être considérées comme étant en jeu.

Enfin, dans le cas où une vue parallèle ou perpendiculaire de l’événement n’est pas possible, le VAR doit être vérifié avec d’autres angles de caméra. À plus long terme, le VAR pourrait utiliser une “vidéo volumétrique” qui capture la scène en 3D et peut être visualisée sur des écrans plats ainsi que sur des écrans 3D ou des lunettes VR.

Ces technologies ne résoudront peut-être jamais complètement la question de savoir si Rashford était ou non hors-jeu – les fans de football, les joueurs et les managers adorent un bon argument. Mais cela ne devrait pas dépasser les millimètres.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.