محاكاة الجولف

يمكن أن يكون ملعب التدريب الداخلي عبارة عن هيكل منخفض السقف حيث يقوم اللاعبون بضرب كرات الجولف في شبكة من مسافة قريبة، أو قبة كبيرة ذات سقف عالٍ ، حيث يتمكن اللاعبون من مراقبة مسار كرة الجولف بشكل أفضل أثناء طيرانها. وبفضل طبيعتها الداخلية، توفر هذه الملاعب للاعبين فرصة التدرب بغض النظر عن الظروف الجوية الخارجية. كما قد يتوفر في هذه الملاعب مدربون محترفون وأدوات تقييم حاسوبية/فيديو، بالإضافة إلى مناطق متخصصة لتدريب ضربات التهديف ، والتقطيع ، وضربات الرمل .

تستخدم العديد من أنظمة محاكاة الجولف بساطًا استشعاريًا، وهو عبارة عن بساط مستطيل الشكل يحتوي على عدة مستشعرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء ورقائق إلكترونية دقيقة، قادرة على رصد سرعة المضرب أثناء مروره بالمستشعر الخلفي، وزاوية المضرب وسرعته أثناء مرور الكرة والمضرب بالمستشعر الثاني بعد الاصطدام، واتجاه الكرة أثناء مرور المضرب بالمستشعر الثالث. وتُستخدم هذه الأنظمة من قِبل شركات GolfBlaster3D وProTee United وDancin' Dogg by Optishot وTruGolf وUnex Golf. ^{[ 3 ]}

يستخدم نظام صوتي ميكروفونات موضوعة استراتيجياً حول شاشة الاصطدام. يقيس النظام ويقارن شدة الصوت الناتج عن اصطدام الكرة بالشاشة. باستخدام ثلاثة ميكروفونات اتجاهية أو أكثر، وواجهة قادرة على قياس سعة صوت الاصطدام من كل ميكروفون، يمكن تحديد موضع الاصطدام (XY). نادراً ما يُستخدم هذا النوع من أنظمة القياس في أجهزة المحاكاة الحديثة.

يُوضع رادار بجانب اللاعب لجمع بيانات الإطلاق. يُصدر الرادار موجات ميكروية تنعكس عن أي جسم متحرك وتعود إلى المستشعر. بعد ذلك، يسجل النظام المسار وزاوية الإطلاق والسرعة والاتجاه. تُطبق قوانين فيزيائية إضافية على هذه البيانات لحساب الدوران والمحور والميل. يمكن استخدام هذه الأنظمة في الأماكن المغلقة أو المفتوحة. وهي مفيدة للغاية كأجهزة رصد إطلاق، وتعمل بكفاءة عالية. يستخدمها العديد من المحترفين لتحليل أدائهم في بيئات لعب واقعية. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك أنظمة TrackMan وFlightscope.

تعتمد هذه الطريقة على مجموعتين من مستشعرات الأشعة تحت الحمراء التي تمسح منطقة اللعب في الاتجاهين السيني والصادي. تمر الكرة عبر المجموعة الأولى من المستشعرات، ويتم تسجيل إحداثياتها (س، ص). ثم تمر الكرة عبر مجموعة أخرى من المستشعرات، ويتم تسجيل إحداثياتها الثانية (س، ص) مرة أخرى. تُقارن الإحداثيتان لتحديد زاوية الإطلاق الرأسية ومسار الكرة وسرعتها. يتميز النظام بدقة عالية، ولكنه مكلف للغاية من حيث التكلفة، إذ يتطلب مئات المستشعرات الضوئية وأجهزة الإرسال لالتقاط إحداثيات الكرة في كلا موقعي المستشعرات. أما العيب الرئيسي فهو ضرورة مرور الكرة عبر كلا المستشعرين بسرعة عالية لتجنب أي انحناء هابط في مسارها قبل اصطدامها بالشاشة. وهذا يعني أن تقنيات التقطيع والتسديد لن تكون فعالة للغاية.

أصبحت الكاميرات عنصرًا أساسيًا في محاكاة لعبة الغولف. عادةً ما تُستخدم كاميرا واحدة أو اثنتان أو ثلاث أو أربع كاميرات لمراقبة منطقة اللعب باستمرار. تلتقط الكاميرات عالية السرعة، التي تعمل عادةً بمعدل 100 إلى 120 إطارًا في الثانية، مسار التأرجح الهابط، ولحظة الاصطدام، وزاوية وجه المضرب، وزاوية الإطلاق، وسرعة الكرة. تُعالج بيانات الكاميرا باستخدام خوارزميات فيزيائية معقدة لإنتاج بيانات متعددة مثل الدوران الخلفي، والدوران الجانبي، والمسار، وزاوية وجه المضرب، ومسار التأرجح، وزاوية الارتفاع، والمسافة، وحمل الكرة، والتدحرج. أكثر أنواع أنظمة قياس الكاميرا شيوعًا هي الأنظمة المُفعّلة والأنظمة المستمرة. في الأنظمة المُفعّلة، تُؤخذ الصور فقط بعد مرور المضرب بنقطة التفعيل لتشغيل الكاميرا. أما في الأنظمة المستمرة، فتسجل الكاميرا بشكل دائم، وتُعالج البيانات بمجرد رصد لحظة الاصطدام بالكرة. يجب أن تكون الكاميرات المستمرة قادرة على تسجيل معدلات إطارات تتجاوز 100 إطار في الثانية لكل كاميرا. تُستخدم هذه الأنظمة من قِبل شركات مثل Bogolf وVisual Sports وSports Coach Systems وFull Swing Golf. في كلتا الطريقتين، تُثبّت إحدى الكاميرات على الأرض بحيث تواجه مسار الكرة من الجانب، بينما تُثبّت الأخرى في الأعلى بحيث تواجه الأسفل. يستخدم نادي ProTee United نظام استشعار عالي السرعة لقراءة معلومات رأس المضرب، ومستشعرات أرضية خاصة للتسديد، وكاميرتين عاليتي السرعة (واحدة على الأرض والأخرى على السقف) لالتقاط معلومات مسار الكرة. ^{[ 4 ]} ثمة طريقة بديلة لقياس هاتين الزاويتين، وهي تثبيت الكاميرتين في الزاويتين العلويتين اليمنى واليسرى من منطقة اللعب. تُعرف هذه الطريقة بمعالجة الصور المجسمة.

يبلغ عرض جهاز محاكاة الجولف عادةً حوالي 4 أو 5 أمتار (13 أو 16 قدمًا) وطوله 6 أمتار (20 قدمًا) وارتفاعه ما يزيد قليلاً عن 3 أمتار (9.8 قدمًا) . يتيح هذا التصميم حرية الحركة أثناء التأرجح، كما يسمح عادةً للاعبين الذين يستخدمون اليد اليمنى أو اليسرى بتأرجح خلفي بطول مترين (6 أقدام و7 بوصات) وتأرجح أمامي كامل.     

تتمثل الميزة الرئيسية لأجهزة محاكاة الجولف في إمكانية اللعب والتدرب بسهولة في بيئة مُحكمة. غالبًا ما يعني هذا إمكانية اللعب دون أي ضغط أو رسوم أو مواعيد محددة؛ ومع ذلك، فإن ظهور "مراكز الجولف الداخلية"، التي توفر أجهزة المحاكاة للعب التجاري، يُدخل العديد من هذه الجوانب التنافسية والاجتماعية إلى اللعبة المُحاكاة. بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في مناطق باردة أو في المدن، توفر أجهزة محاكاة الجولف إمكانية اللعب والتدرب على مدار العام أو ضمن حدود موقعهم. يمكن أن تتراوح متطلبات المساحة من مجرد سقف بارتفاع 2.4 متر إلى جدار كامل تُثبت عليه شاشة اللعبة. الميزة المهمة التالية هي قدرة اللاعب على رؤية كل جانب من جوانب تأرجحه. تقيس العديد من أجهزة محاكاة الجولف: زاوية الهجوم، وزاوية وجه المضرب، وسرعة رأس المضرب، والدوران، ومسار المضرب (من الداخل إلى الخارج أو من الخارج إلى الداخل)، وغير ذلك. تساعد هذه القياسات الطلاب والمدربين المحترفين على تحديد ما يحتاجه اللاعب بالضبط لتحسين تأرجحه. ^{[ 5 ]} 

تُستخدم حاليًا عدة تقنيات مختلفة، تُعنى أساسًا بتتبع مسار الكرة أو حركة رأس المضرب. يُتتبع مسار الكرة عادةً عبر مستشعرات الطول الموجي (الأشعة تحت الحمراء)، أو الصوت، أو الليزر . وتُستخدم هذه الأدوات لتتبع خصائص مسار الكرة، وتحديدًا زاوية الإطلاق، وسرعة الكرة، واتجاهها. وبالمثل، تُتتبع حركة المضرب عبر مستشعرات الطول الموجي أو أجهزة أخرى كالكابلات، أو الكاميرات، أو الليزر، التي تُسجل سرعة واتجاه رأس المضرب، بالإضافة إلى نقطة اصطدام الكرة بسطح المضرب. في بعض الحالات، وبناءً على موقع أجهزة الاستشعار، أصبح من الممكن الآن جمع بيانات عن كلٍ من الكرة والمضرب للحصول على أدق معلومات عن السرعة والاتجاه، ومحاكاة سلوك مسار الكرة.

يتم استقراء البيانات التي تم جمعها لتوفير مسار طيران الكرة وامتدادها وفقًا لعلاقات محسوبة معينة لأداء طيران الكرة وفقًا للحركة التي تم تتبعها للكرة أو المضرب، مع إضافة الجوانب البيئية التي يتم من خلالها إطلاق الكرة، بما في ذلك التضاريس والرياح والأمطار وغيرها من التأثيرات أو العوائق المماثلة.

تختلف طريقة تتبع المعلومات بقدر ما تختلف شاشة بحجم الحائط التي تسجل سرعة الكرة وموضعها عند الاصطدام، إلى أجهزة الاستشعار التي تسجل اللحظات قبل وأثناء وبعد الاصطدام بين الكرة والمضرب، وفي هذه الحالة، يتم تثبيت الكرة بواسطة حبل.

تُعدّ الدقة سمةً أساسيةً لأي جهاز محاكاة. ويُعتبر مسار الكرة العاملَ الرئيسيّ المُحدِّد لدقة النظام. وتُعدّ سرعة الحسابات وإمكانية التنبؤ بصورة الكرة أثناء طيرانها أحدَ مقاييس دقة النظام. أما إمكانية التنبؤ، أو مدى معقولية التنبؤ، فهي مقياسٌ يعتمد على خصائص مسار الكرة المعروفة لدى خبراء الغولف.

يعتمد مسار الكرة على عوامل عديدة، منها الكرة نفسها، وضربة المضرب وتأثيره عليها، وزاوية انطلاقها، واتجاهها، ومعدل دورانها، وسرعتها ، بالإضافة إلى سطح الضرب الذي تُضرب منه، والبيئة المحاكاة التي تحلق الكرة خلالها افتراضياً، بما في ذلك الرياح والأمطار وغيرها من العوامل البيئية التي قد تؤثر على مسارها. ويتنافس في هذا السوق على التفوق بين التقنيات المستخدمة لتتبع مسار الكرة أو حركة المضرب.