同一个点,两次出手
先看两次出手(模拟示例,不对应真实比赛)。第一次:进攻方在右侧突破,吸引了弱侧防守者收缩,传球给左底角的射手,他在接球时周围最近的防守者还在四米以外,接球、起跳、出手,一气呵成。第二次:同一个射手,同一个位置,但他接球时防守者已经从三步外冲到身前,他只能在对方伸手的情况下,把球在半失衡的状态下抛出去。
在一张按区域统计的投篮热图上,两次出手都被记作“左底角三分”。可是如果一个教练问:“我们的战术是不是在创造好机会?”热图不能回答。因为热图回答的是球员在哪投,没有回答每次出手是怎样得到的。这篇文章要讲的,就是投篮质量模型如何补上后一半。
热图看不到的四件事
热图的价值很实在:它能一眼看出球队的出手分布,比如中距离多还是三分多。但它至少有四个盲点。
- 防守压力。它没有区分空位和被贴防,而后者的命中率通常要低得多。
- 出手前的过程。是运球突破后急停,还是接球即投?是在防守轮转失误后得到的,还是被迫的强行出手?
- 出手者本人的水平。命中率高,是因为机会好,还是因为投手准?两者混在一起。
- 比赛情境。剩余进攻时间、比分、疲劳,这些也会影响出手的选择与质量。
因此,比较合理的做法,是把“热图”当作分布的概览,把“投篮质量”作为对每次出手的评估,两者并用。
投篮质量模型到底在问什么问题
从定义上说,投篮质量模型问的是:在这次出手发生的那一刻,一个联盟平均水平的球员,命中这次出手的概率是多少?注意这个“平均水平”——它故意把投手的个人能力先抹掉,只保留机会本身的难易。公开资料中,Second Spectrum 的 Quantified Shot Quality(qSQ)就是这样的思路:给定出手类型、位置、最近防守人距离、次近防守人距离、投篮者速度等因素之后,估计这次出手的命中概率。更早的学术研究里,Chang 等人在 2014 年定义过 effective shot quality(ESQ),用联盟平均在特定出手位置与防守距离下的期望值来表示。此外,Quantified Shooter Impact(qSI)则是把有效命中率拆成“机会的质量”和“投篮者本人的影响”两部分,让人分清投手到底是机会好,还是本身投得好。
这样,一个球队的出手质量和一个球员的投篮能力,就成了两个可以分别看的量。od体育AI在设计投篮质量模块时,沿用的也是这个拆分逻辑:先估计机会的质量,再谈球员相对机会的表现。
模型的输入:不只是位置和距离
下面这张表列出了一个投篮质量模型常用的输入,以及各自能提供的信息。
| 输入 | 它说明什么 | 什么时候会误导 |
|---|---|---|
| 出手位置 | 离篮筐多远、什么角度,决定基础命中率与分值 | 球场坐标估计偏差;同一位置的出手方式不同 |
| 最近防守人距离 | 出手时是否被干扰 | 距离近不等于干扰有效;距离远不等于没有封盖角度 |
| 次近防守人距离 | 是否存在补防或夹击的可能 | 视频遮挡时最容易漏掉 |
| 传球来源 | 是接球投篮、运球后投篮,还是二次进攻 | 需要准确的球轨迹与事件对齐 |
| 出手者运动状态 | 接球时脚步是否稳定,是否在移动中出手 | 依赖姿态估计,关键点误差会传递 |
| 进攻时钟 | 是否处于强行出手的压力下 | 需要比赛时钟数据,视频输入时要靠读取或对齐 |
| 球员历史表现 | 同类出手上的个人水平 | 样本小时噪音很大,容易“过拟合” |
公开资料中,NBA 官方的技术统计页面按最近防守人距离把出手分成四档:0 到 2 英尺、2 到 4 英尺、4 到 6 英尺、6 英尺以上(被称为“Wide Open”)。这种分档很直观,但也很粗:同样是“Wide Open”,一次是在球场上完全没有人靠近的底角,一次是在防守人从侧面快速逼近的过程中;后者的干扰是动态的。所以更细致的模型会看的不只是出手瞬间的距离,还包括防守人在出手前一秒左右的接近速度。
从概率到期望得分:三分为什么不总是划算
知道了命中概率,下一步是把它换算成“这次出手值多少分”,也就是期望得分(Expected Points)。最简单的形式就是命中概率乘以分值,再加上犯规、二次进攻等项。下面用一个模拟示例说明。
| 出手类型(模拟示例) | 模型估计命中概率 | 分值 | 每次出手期望得分 |
|---|---|---|---|
| 底角三分,接球空位 | 40% | 3 | 1.20 |
| 底角三分,防守人已贴近 | 30% | 3 | 0.90 |
| 中距离跳投,无人干扰 | 45% | 2 | 0.90 |
| 篮下终结,有轻度干扰 | 58% | 2 | 1.16 |
从这个示例可以读出三点。其一,三分并不天然优于两分:被贴防的三分,期望得分可能与无人干扰的中距离一样;其二,同一个底角,空位与贴防之间的差距,可能比“三分与中距离”的差距还大;其三,一次出手值多少,取决于那次出手是怎样得到的。因此,“三分球投得越多越好吗”这个问题的答案,是只在这些出手是好机会的时候。一个用大量低质量三分堆出来的出手数字,并不比更均衡的选择更划算。
要看这些机会是如何被制造的,可以延伸到防守端。前面说的“空位”,在很多回合里是防守轮转慢了半拍的产物,相关的过程分析见《一次防守轮转到底慢了多少?od体育AI正在把篮球防守从“看录像”变成空间和时间数据》。而空位射手是怎么在没有球的情况下被创造出来的,则是《无球掩护怎么产生空位?od体育篮球AI开始理解不碰球的进攻价值》讨论的内容。
把球员本人拆出来:机会好和投得好不是一回事
假设一名球员今年的三分命中率很高。是因为他每次都投得很好,还是因为他的队友给了他一批极高质量的机会?投篮质量模型之所以有价值,就在于它给出了一个“基准线”:如果一名联盟平均水平的球员面对这些出手,本来应该命中多少。他的实际命中率与这个基准的差,才是他相对于机会的表现。
这里必须提醒两点。第一,这个差值受样本量影响极大。对于三分球,几十次出手之间的差异,可能完全是运气;只有出手数达到相当规模,才值得判断。第二,球员个人水平在模型里的位置是“调整项”,而不是“结论”。一个人可能在空位下投得好,但在被贴防时投得差,一个总的“个人修正值”会掩盖这一点,所以更细的做法是分场景估计。
另外,在“投篮者一侧”,也有研究把注意力放在出手动作本身。公开的一篇预印本论文(作者包括 Kirk Goldsberry 等)利用 Hawk-Eye 每秒 60 次的三维姿态与球轨迹数据,对 72 名球员的 21,964 次罚球提出了新的评价框架,试图刻画出手的稳定性与“触感”。它与投篮质量互补:前者关注球是怎么飞出去的,后者关注机会是怎么得到的。
怎么从一段视频或追踪数据得到这些输入
投篮质量模型的输入来自两条路径。如果使用职业联赛的追踪数据,十名球员与球的位置已经是现成的,模型主要工作是对齐事件(出手、传球、运球)和计算特征。如果输入是普通比赛视频,就多出一层视觉工作:Pose Estimation 与 Object Tracking 先还原每个人的位置,再把画面坐标映射到球场平面,最后才能计算防守距离。od体育在视频输入下做投篮质量分析时,会把“位置估计的不确定性”作为一个显式的量保留,因为出手瞬间防守人距离误差半米,对期望得分的影响就不可忽视。
此外,还需要处理一些微妙的定义:“出手瞬间”取球离手的那一帧,还是起跳的那一帧?“最近防守人”是欧氏距离最近,还是最有可能封盖的那一个?不同的定义会给出不同的数字,所以在比较两个球队或两个赛季的数据时,一定要确认口径一致。空间形态方面,还可以配合对进攻站位的度量,例如防守是否被拉开、弱侧射手是否形成有效拉伸,这个角度可以参考《防守站位差半步有多大区别?od体育AI如何量化篮球场上的空间》。
模型会在哪里看错
- 防守距离不等于防守压力。一名封盖能力强的防守者在两米外仍然能造成干扰,一名迟缓的防守者在半米内未必能。模型若只用距离,会低估前者、高估后者。
- 选择偏差。球员只在自己觉得好投的时候才出手。模型看到的是“已出手”的样本,没有看到那些被放弃的机会。
- 样本量与稳定性。细分场景越多,每个格子里的出手越少,估计越不稳。
- 遮挡与关键点误差。视频输入下,防守者被遮挡时位置估计会飘,出手瞬间的判断也可能错帧。
- 看不到意图与战术。某次强行出手可能是战术需要(例如拖时间或吸引犯规),模型只会把它算作低质量出手。
因此,投篮质量给出的是“这次出手在同类情境中通常有多难”,不是对某次出手对错的裁决。
教练怎么用:选择比数量更重要
对教练来说,这类模型最直接的用途,是审视球队的出手结构:我们的三分里,有多少是接球空位,有多少是被迫;我们的战术是否在有效地把最好的射手送到最好的位置;对手的防守是在压缩哪一类出手。当一个球队三分命中率下滑时,用投篮质量把“机会变差”和“手感变差”分开,是很有帮助的:前者需要调整战术,后者更多是等待回归。
od体育篮球AI 希望把这条逻辑落到具体的复盘流程里:先给出球队的出手质量分布,再点开某个低质量出手回到对应片段,看它是怎么产生的。这与只看一张热图相比,问题会更具体,也更容易在训练中改进。