04 maart 2019

“Acht gouden, zes zilveren en twee bronzen medailles zijn door ons Hollands schaatsteam gewonnen op het WK lange afstanden. Het WK sprinten start op 23 februari in Heerenveen. Bij sprinten liggen de finishtijden van de schaatsers dichter bij elkaar dan bij langere afstanden. Zelfs met fotografisch bewijs is het soms moeilijk om een winnaar aan te wijzen. Roel van der Heijden legde in april 2014 uit hoe het zit met de onzekerheid van de fotofinish.”

Je leest:

De duizendstendans van het schaatsen

De duizendstendans van het schaatsen

“Je moet minstens zes duizendsten sneller zijn”

Auteur: | 9 april 2014
Omega Ltd

Bijna elk groot schaatstoernooi komt het wel voor. Twee schaatsers die zo vlak na elkaar finishen dat er met moeite nog een winnaar kan worden aangewezen. Zo ging het ook tijdens de afgelopen Olympische Winterspelen in Sotsji. Maar hoe kan het eigenlijk dat we niet preciezer kunnen meten? En hoe komt het schaatsen van dit probleem af?

Heel even waande schaatser Jan Smeekens zich afgelopen februari Olympisch kampioen op de 500 meter sprint, maar die droom werd kapot gesmeten toen het scorebord een gecorrigeerde tijd weergaf waaruit bleek dat niet hij maar Michel Mulder de snelste was. Smeekens was over twee races geklopt op 12 duizendsten van een seconde.

Koen Verweij keek na zijn race op de 1500 meter naar het scorebord en zag dat er voor zowel zijn naam als die van de Pool Zbigniew Brodka een ‘1’ stond. Na tien seconde gaf het scorebord de doorslag. Verweij was 3 duizendsten van een seconde tekort gekomen voor de gouden medaille. Ontroostbaar droop hij af.

Het podium van de 500 meter schaatsen op de Olympische Winterspelen 2014 in Sotsji. Het tijdverschil tussen de gouden en zilveren positie was minimaal.
M. Smelter

De verschillen tussen de schaatsers in de top worden steeds kleiner. Gerard Sierksma, hoogleraar sportwetenschap aan de Rijksuniversiteit Groningen zegt: “Vroeger waren de verschillen tussen de schaatsers zo groot dat je eigenlijk aan een stopwatch voldoende had. Nu zijn zelfs geavanceerde systemen soms niet meer voldoende om de uitslag te kunnen bepalen. Geschat wordt dat de huidige meetsystemen een meetonzekerheid hebben van ongeveer 3 duizendsten van een seconde. Omdat het in een wedstrijd om twee metingen gaat ben je eigenlijk pas zeker van je overwinning als je minstens 6 duizendsten van een seconde sneller bent.”

Maar hoe kan het eigenlijk dat we in een wereld met atoomklokken, supersnelle computers en precieze camera’s niet kunnen bepalen welke schaats er als eerste over de streep komt? Daarvoor moeten we in de meettechniek duiken.

Te weinig licht

Er zijn verschillende systemen die naast elkaar werken en afzonderlijk de tijd van een schaatser bepalen. Ten eerste wordt er met een laser vlak over de finishlijn geschenen die de tijd stopt op het moment dat de straal wordt onderbroken. “Dat is de tijd die iedereen meteen te zien krijgt op het scorebord en op tv thuis”, zegt Erik van den Boogert, die bij de Koninklijke Nederlandse Schaatsbond verantwoordelijk is voor het technische gedeelte van de tijdmeting. “Daarnaast wordt er met een camera gewerkt die een beeld maakt voor de fotofinish. Een paar jaar geleden heeft de Internationale Schaatsunie besloten dat deze camera de doorslag geeft. Dat gebeurde na een race waarin bleek dat de lasermeting een ander resultaat gaf dan de fotofinish.”

De camera waarmee de finishfoto wordt gemaakt is geen normale filmcamera maar een zogenoemde lijncamera. Deze maakt zo’n duizend beelden per seconde van enkel het begin van de finishlijn. Het beeld dat wordt geproduceerd is maar één pixel breed en dus extreem langgerekt. Het voordeel hiervan is dat de jury na de race de verschillende frames kan terugkijken en kan bepalen in welk frame de schaatspunt op de finishlijn verschijnt. Daaruit rolt dan een eindtijd.

Van den Boogert: “Maar dan is er natuurlijk discussie mogelijk. In welk beeld is de schaatspunt als eerst te zien? Dat is niet altijd even duidelijk. En gezien het aantal beelden dat zo’n camera maakt gaat deze discussie direct over duizendsten van een seconde. Bovendien is dit proces mensenwerk, gedaan door mensen die weten wie er gereden heeft…”

Maar zou zo’n camera niet nog meer beelden per seconde van de finishlijn kunnen maken? Meer beelden betekent immers een grotere precisie. “Als je belt met bedrijven die dergelijke camera’s verkopen dan roepen ze al snel dat hun camera’s tot wel 100.000 beelden per seconde kunnen opnemen”, zegt Van den Boogert. “Prachtig, maar om bij die camerasnelheid voldoende contrast te krijgen is veel licht nodig. Je zou bij de finishlijn dus enorme lampen moeten neerzetten, en dat willen de tv-technici weer niet… Nee, met de huidige camera’s, lenzen en belichting halen we maximaal 4000 beelden per seconde, en dan is het contrast eigenlijk te slecht om goed onderscheid te kunnen maken tussen de verschillende frames.”

Vervormde foto’s

Het is het bestuderen van de fotofinish dat tijd kost en voor pijnlijke situaties als die bij de race van Smeekens en Mulder kan zorgen. Er is namelijk meteen een officieuze tijd bekend uit de lasermetingen die later eventueel gecorrigeerd wordt met de tijd die volgt uit de fotofinish. Van den Boogert: “Vroeger was het bij atletiekwedstrijden heel normaal dat het 30 seconden duurde voordat de winnaar bekend was. In die tijd werd de fotofinish onder de loep genomen.”

Het grote verschil met atletiek is dat de schaatswedstrijd over meerdere ritten wordt gereden en dat die tijden met elkaar vergeleken worden. Er worden dus verschillende finishfoto’s naast elkaar gelegd. “In elk van die afzonderlijke ritten heb je te maken met fouten en meetonzekerheden, wat juist het vergelijken van die tijden lastig maakt”, zegt Sierksma.

Verder geven lijncamera’s een vervormd beeld waarmee je goed moet kunnen omgaan, zegt Van de Boogert. Zo’n camera produceert een hele reeks smalle beelden van de finishlijn die wanneer ze achter elkaar worden gezet de illusie geven van een foto. “Soms is op die afzonderlijke beeldlijnen niet goed te zien waar de finishlijn begint en waar de punt van de schaats is. Je moet daar rekening houden met de beperkingen van de lijncamera en snappen hoe de finishfoto opgebouwd is. Je moet die beelden dus niet aan iemand geven die er geen verstand van heeft.”

Het vervormde beeld van een fotofinish is goed te zien aan de gekromde benen van de atleten.
Omega Ltd

Van de Boogert is gezien de beperkingen van de lijncamera voor een overschakeling op metingen met lasers die volgens hem aanmerkelijk nauwkeuriger presteren. Hij schat de precisie gezien de snelheid van de schaatsers (1,5 centimeter per duizendste van een seconde) en het feit dat de lasers gedurende race een klein beetje kunnen verlopen, op ongeveer 1/2000 van een seconde. “Overigens kan de fotofinish nog wel gebruikt worden om tijden te controleren”, zegt hij. “Is er iets mis, dan moeten we met de billen bloot en toegeven dat er iets niet goed gewerkt heeft.”

Er is ook nog veel te winnen wat betreft de ‘psychologie’ van tijdsmeting, zegt Van den Boogert. “Hoe verkoop je aan het publiek dat iedere meting, hoe goed ook, een foutmarge heeft? Als je zegt dat het vandaag 18 graden is, dan snapt iedereen dat het ook 17 kan zijn. Maar als een schaatser een tijd rijdt van 34,67 seconden dan denkt iedereen dat dit het is. Als je vervolgens een correctie toepast dan vragen mensen meteen wat er fout is gegaan. Het is aan ons hier zo duidelijk mogelijk uitleg over te geven.”

adrian8_8, via Flickr

Meerdere races

Sierksma kan zich vinden in het voorstel van Van den Boogert om de laser op de finishlijn weer leidend te maken voor de tijdsmeting. Maar hij vindt dat er meer mis is met de metingen rondom het schaatsen. “Standaard wordt de derde decimaal geschrapt, tenzij twee schaatstijden tot op de honderdsten hetzelfde zijn. Pas dan kijkt men ook naar de duizendsten. Maar wat dan vergeten wordt is dat het schrappen van 9 duizendsten eigenlijk neerkomt op het schrappen van een honderdste. 34,680 wint zo van 34,679 terwijl dit eigenlijk volledig binnen de onzekerheid van de meting valt.”

Sierksma ziet nog het meest in een zogenoemd knock-out-systeem waarbinnen alle schaatsers direct tegen elkaar schaatsen. Er hoeven dan niet verschillende foto’s met elkaar vergeleken worden. “Een aantal schaatsers zullen zeggen dat het onmogelijk is om meerdere races te rijden,” zegt Sierksma, “maar ik hoor ook van veel sporters dat dit geen probleem zou moeten zijn.”

Bovendien moet je eigenlijk alle races twee keer rijden. “We focussen ons nu volledig op de tijdmeting bij de finish, maar er zijn natuurlijk veel meer belangrijke factoren”, zegt Sierksma. “Het is bekend dat je als schaatser een voordeel hebt als je als laatste de binnenbocht doet. Je zit dan bij de laatste wissel in de slipstream van je tegenstander en hebt het psychologische voordeel dat je naar de tegenstander voor je toe kan schaatsen. Op de 500 meter wordt dit nu ondervangen door de race twee keer te rijden in verschillende banen. Maar eigenlijk moeten we dit op langere afstanden ook gaan doen.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 09 april 2014

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.