一顆羽毛球有幾支羽毛？從專利資料庫認識小戴手中「魔球」的演變
我們想讓你知道的是
由於羽毛十分昂貴，製造與處理過程非常繁複。
文：林殷如（專利師、群帆有限公司總經理）
奧運男雙羽球冠軍賽的最後一顆球，抓住了全台灣所有人的目光，隨著鷹眼畫面的回放，那個壓線IN的畫面深深刻畫在所有台灣人的心裡。2021年8月《科技報導》〈疫情下消失的人工線審，讓電子線審的時代提前到來了嗎？〉一文，筆者曾經提及，鷹眼回放畫面是電腦模擬合成出的畫面，並非真實的拍攝畫面。談完鷹眼系統，這次來談談麟洋配，以及球后戴姿穎手上可以千變萬化的那顆魔球——羽毛球的技術演變。
羽毛球的結構，主要可分為球頭與羽毛兩個部分。球頭呈半圓柱體，主要是以軟木製成，外圍再以一層薄皮包覆，軟木的好壞往往影響著羽毛球的彈性。羽毛通常使用鵝毛或鴨毛，鵝的生長周期較長，因此鵝毛的毛桿較為堅硬、耐用度較佳，鵝毛製成的羽毛球售價也因此較鴨毛製成的羽毛球高。由於天然羽毛製成的羽毛球售價高，且羽毛略有耗損即會影響飛行軌跡，必須立刻更換新球，因此各羽毛球大廠均把研發減少羽毛耗損的塑膠羽球視為研發的重點。
你是否有仔細數過一顆羽毛球有幾支羽毛呢？目前使用的標準羽毛球均由16支羽毛組成，在研發階段，為了維持球的平衡與對稱，業界曾經嘗試過2n支羽毛，八支羽毛因為彼此間隔太大，產生的空氣阻力不足、無法造成足夠的自轉，而遭到放棄，而32支羽毛則因重量太重而不適合飛行，因此16支羽毛成了現今被視為標準的最佳選擇。
欲了解技術發展的歷史，查詢專利資料庫是絕佳的方式。接下來讓我們從專利資料找出羽毛球技術的發展脈絡吧！幸運的話，我們還可以挖掘出羽毛球廠商目前尚未上市的技術呢！
一開始的羽毛球造型，比較像毽球？
相傳羽毛球運動起源於亞洲，而後傳到英國，一場在英國伯明頓莊園舉行的公開表演，讓許多人對這項運動有更多的了解，後來人們便以該場表演的莊園名稱「伯明頓」（Badminton）來稱呼這項運動，而此項運動中所使用的球稱為shuttlecock。在中文裡，這項運動稱為羽毛球，所使用的球同樣也稱為羽毛球。以下所稱的羽毛球均是指此項運動使用的球。
我們可以由1880年申請的專利案（US227884）得知，羽毛球一開始的造型比較像是毽球，有一個大的球頭，數支羽毛插設於球頭的中心點。
而在1934年申請的專利案（US2025325）中所揭露的羽毛球，外型已與目前大家所使用的羽毛球相近，有以軟木製成的半圓柱體球頭，因所使用的羽毛長短不一，故利用長羽毛與短羽毛深淺交錯插設，長羽毛插設入軟木深處，短羽毛插設入軟木淺處，手工調整讓每支羽毛顯露於外的長度相等，並調整深入的角度，讓全部的羽毛形成平衡且對稱的結構。值得一提的是，由當時公開的圖式看來，那時候的發明家還沒想到16支羽毛將是羽毛球的最佳組合。
為了解決量產的問題，1935年申請的專利案（US2093301）中所揭露的羽毛球，已開始篩選使用相同長度的16支羽毛間隔插設入軟木球頭，但因挑選羽毛與軟木的技術未臻成熟，每顆羽毛球插設好羽毛後重量均不同，介於10∼15公克間（順帶一提，現在標準羽毛球的重量為4.74公克∼5.50公克間，當時的球好重啊！），因此為了將重量標準化，會於軟木球頭的中央開設一小口，塞入一適當重量的鉛塊，再設置蓋子將該小口蓋住，藉以讓每顆羽毛球的重量一致。
羽毛太貴？就用塑膠取代真實的羽毛吧！
由於羽毛十分昂貴，製造與處理過程非常繁複。以鵝毛為例，一隻鵝的左右翼加起來約20支羽毛，左翼與右翼的羽毛因毛片走向不同，不可混合使用，即使是同一隻鵝的同一翼羽毛也有不同的長度與重量，就像人類的指頭每根大小長度均不相同。因此，要製成一顆平衡與對稱度甚佳的羽毛球，往往需要很多鵝毛才可能達成。再加上羽毛非常容易於擊球過程損傷，羽毛只有稍有耗損，球的飛行軌跡就會失去平衡，此時就必須更換新球，因此也有人把羽毛球稱為貴族運動。考慮到成本，發明家於是把腦筋動到不使用天然羽毛的羽毛球。
因此在1938年申請的專利案（US2163236）不僅揭露使用塑膠材質製成羽毛，也同時使用塑膠材質製成球頭，羽毛的走向、形狀、長度、重量，完全不是問題，軟木的重量問題也一併解決。與其說是羽毛，倒不如說是像極風扇扇葉造型的翅片，為了增加氣流的流動，翅片呈現螺旋狀，且中間開設有數個孔洞，完全跳脫大家腦中所想的羽毛球的型態。
另外在1946年申請的專利案（US2556029）則是指定使用尼龍材質製成羽毛造型的「羽毛」，並且揭露了以不同角度插設多支羽毛的方法。
塑膠料羽毛球雖有快速製造、成本低、不易耗損、不隨溫溼度產生劇烈變化的優點，但飛行時不像天然羽毛球有著天然的飛行軌跡，且飛行時轉速明顯較低，因此目前頂級比賽依舊採用天然羽毛製成的羽毛球。但塑膠羽毛球的技術日新月異，許多羽毛球高手已開始接受練習時使用手感及飛行軌跡與天然羽毛球非常相近的塑膠羽毛球，藉以保護荷包。
上述舉例說明的專利案均已年代久遠，由於專利權最多僅有20年，因此上述提及的專利均已無專利權，任何人都可使用相同的技術。但羽毛球此項運動目前依舊盛行，羽毛球這顆球的技術至今仍持續研發與申請專利中。欲了解最新技術的發展，查詢專利資料庫是絕佳的方式。
塑膠羽毛球轉速不佳？用結構組件克服
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圓剛GC553G2開箱實測：全球首款支援HDMI 2.1規格USB實況擷取盒，支援最高4K144Hz HDR畫質，保留遊戲完整細節
我們想讓你知道的是
圓剛在今年COMPUTEX 2023首度推出支援HDMI 2.1規格的USB實況擷取盒Live Gamer Ultra 2.1 GC553G2，可支援最高4K144Hz通過畫質與4K60fps的影音擷取規格，可說是遊戲實況主、影音創作者的一大利器，癮特務搶先為大家帶來第一手開箱實測。
對於電競玩家而言，追求極致的聲光效果，除了核心的「電腦硬體」規格要夠力，另一個重要的硬體設備莫過於「電競螢幕」了。相較於一般螢幕60Hz的更新率，電競螢幕的更新率都是以「破百」為起步規格，除了Full HD、QHD解析度已經可以做到340Hz、240Hz以上的規格，也因為傳輸速度更快的HDMI 2.1規格漸成主流，讓超高解析度的頂級電競螢幕也有4K144Hz、4K120Hz的高標準，更能完美搭配次世代遊戲主機或是性能更為強大的NVIDIA GeForce RTX 40系列顯卡的桌機或筆電。
不過對於不少經常直播打電動的遊戲實況主，或是遊戲類主題的YouTuber、創作者來說，平常使用的「實況擷取卡 / 盒」若還停留在影像通過畫質（Pass-Through）最高4K60fps水準，不只影響到實際的遊戲體驗，可擷取的畫面僅4K30fps / 2K60fps的標準，也較難滿足影片成品高解析度、高順暢度的素材需求。
也正因為看到市場需求，視訊音訊解決方案大廠圓剛AVerMedia在今年的COMPUTEX 2023展場上首度發表的HDMI 2.1實況擷卡就讓眾多玩家相當期待，其中體積小巧便攜、採用外接形式的Live Gamer Ultra 2.1 GC553G2也將在近期上市，透過HDMI 2.1的進階規格，帶來最高4K144Hz的通過畫質，並能同時支援HDR與VRR規格。這意味著除了電腦平台，次世代主機如PlayStation5或Xbox Series X也都能夠完美搭配，同時也提供高4K60fps的影像擷取規格，甚至一次整合電競氛圍滿滿的自訂RGB燈效、以及實況或連線對戰時都超實用的「派對聊天」功能。
圓剛GC553G2媒體大禮包搶先看
Cool3c很榮幸受邀在GC553G2正式上市前就獲得提前開箱評測的機會，而且在收到評測設備時圓剛也給了一個超大驚喜！原來圓剛為了表示對GC553G2的重視，特別為參與評測的媒體與KOL打造了誠意滿滿的「特製大禮包」，趕快來看看裡面有什麼吧。
這款GC553G2的特製大禮包除了體積大的驚人，外盒設計也採用了圓剛產品經典的紅白配色，在打開盒蓋時，就看到了郭董事長的感謝信，同時下層也有包括本次開箱的主角GC553G2實況擷取盒、先前Cool3c也曾經開箱過、實況主必備的AM350錄音室等級麥克風，還有圓剛品牌人氣虛擬角色ELENA系列週邊，包括T恤、滑鼠墊與撲克牌，內容真的是非常豪華。
延伸閱讀：一分鐘講堂：圓剛 AM350 USB 電容式麥克風，在家也能享受 Pro 級專業錄音體驗
圓剛 GC553G2 實況擷取盒開箱
此次的產品外盒設計風格同樣為醒目的紅、白雙色配搭，封面可以看到GC553G2本體，並強調了HDMI 2.1規格支援之下實現了最高4K144通過畫質、最高4K60擷取畫質、以及VRR可變更新率的支援，可說是實況擷取盒產品的另一次「規格大躍進」，外盒背面也詳細介紹了產品的詳細規格與特色功能。
同時從側面抽出內盒時，也驚喜發現到圓剛在設計上的一個小彩蛋——內盒的彩虹漸層區塊看起來就像是從封面的紅色區塊延伸出來，視覺上也更具一體感。
盒內除了GC553G2本體，也提供了HDMI 2.1規格的視訊線、USB 3.2 Gen2 Type-C規格的連結線與一條3.5mm的音源線，可連結至耳麥或是遊戲主機手把上的音訊接口。
而GC553G2的外型設計也相當具獨特風格，除了整體格外小巧，也跳脫了實況擷取盒一定是「方方正正」的造型，四個邊角削切處理後的外型、搭配表層霧面處理的黑色外殼的質感讓人愛不釋手，而且圓剛也同步推出限量的白色版本，相信會是玩家更搶手的選擇。
GC553G2的正側面做了類似推進機進氣口的RGB燈效區，連結設備後就能呈現出極具電競風格的視覺效果，也能透過圓剛自家的AVerMdeia Gaming Ultilty工具進行燈效設定，同時也支援像是MSI MysticLight Sync、ASRock POLYCHROME SYNC等電競廠商的燈效同步功能；值得一提的是，GC553G2也是首度打入主要板廠RGB生態系的擷取盒產品，對於電競玩家來說，在使用上更具便利性。
在GC553G2的機身背面配置了所有的連接埠，包括與電腦連結的USB 3.2 Gen2 Type-C接口，就提供了更快10Gbps的傳輸速度；HDMI 2.1規格同樣有IN與OUT兩個埠位，分別連結訊號源與輸出的電競螢幕，另外3.5 mm的音訊孔有兩組，分別可支援玩家使用的耳麥，以及遊戲主機搖桿上的音訊孔，方便玩家在電腦端工具來調整不同音源的音量。
功能實測
圓剛GC553G2的最大優點，就是採用USB連結的設計可以即插即用，也因此無論是桌上型主機或是筆電，都可以成為視訊擷取的操控平台，透過圓剛官方的AVerMedia Gaming Utility，就能完整掌握GC553G2的功能狀態，訊號源的設置，以及當下影像、聲音的訊號狀態，音訊設定，RGB燈效控制等，上手並不困難。
當然，GC553G2主打的功能之一，就是透過HDMI 2.1做到通過畫質（Pass-Through）支援最高4K144Hz的電競級規格，在實測時我們也搭配了MSI的4K144Hz電競螢幕MAG274UPF，並連結了支援HDMI 2.1的電競筆電，確實可以達到4K144Hz的顯示規格，除了畫面的流暢度更為順滑、穩定，也絲毫不會有操作延遲的狀況，即便GC553G2處於畫面擷取的狀態下，玩家也能有最佳的遊戲體驗，相較於使用單一電腦同時進行遊戲運行與直播會更為穩定，不會有硬體效能被吃滿造成畫面延遲甚至遊戲當機閃退的情況。
在畫面擷取方面，GC553G2提供了規格更高的4K60fps錄製能力，讓影音創作者可以取得動態效果更順暢的畫面素材，由於目前GC553G2還未支援圓剛本家的ReCentral直播工具（官方未來會再更新支援），因此我們使用了OBS Studio來實測畫面錄製，由於動態影音的擷取還是蠻吃效能的，官方建議的最低硬體需求為六代Intel Core i5、NVIDIA GeForce GTX 1060以上的規格。
以筆者使用的測試環境為Intel Core i7-10700、NVIDIA GeForce RTX 2080 Super的規格來說，設定擷取4K60fps的格式的影音，可透過NVIDIA NVENC HEVC的硬體編碼加速，設置VBR 動態位元速率在35000 – 40000 Kbps，並以預置P5高畫質設定流暢錄製畫面，實測錄製一段1分鐘左右的影片檔案大小約300MB左右，動態位元速率可達38,000 Kbps左右，若是使用電腦平台規格更佳，應該可以將相關設定再調高，獲得更為細膩的畫質表現。
此外，實際使用GC553G2來遊玩PS5也是完全沒問題，訊號可以正確顯示，同時也能開啟VRR功能來優化遊戲的動態效果，並能支援HDR功能，完全不浪費遊戲主機的效能，為玩家帶來最佳的遊戲體驗。
結語
在遊戲實測擷取盒產品領域，圓剛一直以來都佔居領導地位，而今年全新推出的GC553G2也再一次將規格推升至新高度，相較於前一代的GC553，GC553G2維持了體積小巧、即插即用的便利性，並透過HDMI 2.1規格的導入，讓視訊通過畫質從4K60Hz提升至4K144Hz的新規格，也讓使用者無需因為遊戲畫面的擷取需求，而對遊戲體驗有所妥協。VRR可變更新率的支援，更讓遊戲畫面保持穩定狀態，不會有畫面撕裂、卡頓或是閃爍的情況；還有GC553G2也能完美支援次世代遊戲主機PS5與Xbox Series X，讓應用面更為廣泛。
此外，GC553G2提供更高的4K60fps影音擷取規格，能提供品質更佳的直播、影音創作素材應用，還加入派對聊天的音訊控制功能，讓玩家能夠同時聽清楚遊戲內與連線隊友的聲音，也能在直播時控制不同音源的音量。值得一提的是，GC553G2內建的RGB燈效區塊也為玩家帶來更多電競氛圍與可玩性，除了透過易於上手的AVerMedia Gaming Utility自定不同的燈光效果，也是首款可支援主流電競品牌RGB燈效生態系的實況擷取盒，更能滿足電競玩家對於風格化的需求。
對於有遊戲畫面擷取需求的使用者來說，GC553G2毫無疑問會是目前市面上最值得推薦入手的工具，除了即插即用、免安裝的便利性，也提供了同類型產品中的最高規格，包括追求高畫質直播效果的遊戲實況主，需要高畫質遊戲素材的影音創作者，還有日常訓練需要留存畫面記錄的電競選手，都能透過GC553G2獲得更高的便利性。
