基于三維虛擬技術的氣象節目制作平臺的設計與實現

張靖萱+張思瑤+王冠宇+張郁

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，遼寧地區的氣象節目制作逐漸利用三維虛擬技術實現了數字化的三維虛擬演播室。這是一種主要運用圖像處理軟件的復雜圖像的處理技術。運用電腦軟件實現實際拍攝的場景圖像與虛擬的物體圖像的有機融合，對氣象節目的平臺發展有著重要意義。本文通過簡要分析三維虛擬技術在氣象節目中的應用優勢，提出三維虛擬技術在氣象節目制作中的具體實現。以期為我國遼寧地區的通過三維虛擬技術制作的氣象節目能有更好的發展提供參考。

關鍵詞：三維虛擬技術；氣象節目；制作平臺；設計

遼寧地區的氣象節目隨著科學技術的不斷創新呈現快速發展的形勢。在傳統的氣象節目制作中一般是采用演播廳的實際拍攝與三維動畫參與制作，這兩種制作形式都是經過后期的非線性視頻編輯軟件進行處理后播出。這種做法雖然可以實現視頻與圖像的結合，但是由于該編輯軟件的實行基礎是平面的圖像，對視頻流畫面的處理即為平面圖像基礎上的特技效果。相較于傳統的方式，三維虛擬技術實現的節目則是利用色鍵技術實現藍幕背景上的虛擬畫面的呈現，讓演播平臺更加具有真實感。所以，為了實現氣象節目的不斷發展，有必要對三維虛擬技術的融入與實行進行更加深入的研究。

1 三維虛擬技術在氣象節目制作中運用的重要優勢

相較于傳統的氣象節目制作，三維虛擬技術的應用具有許多的優勢。該技術不僅在縮減了制作環節的復雜程度，縮短了制作時間，提高了節目制作的效率。還為制作過程中資金投入成本進行有效控制，最重要的是該技術的應用達到了許多傳統制作中無法實現的效果。

三維虛擬技術的應用在成本節約方面的優勢具體體現在以下幾個方面，其一，利用三維虛擬技術制作氣象電視節目可以在局限小范圍的演播廳內實現廣闊的視覺效果，做到空間的有效延伸，這對建造氣象節目演播廳實現了資金節約。其二，由于三維虛擬技術可以在節目中制作燈光效果，這為大環境的演播廳節省了燈類道具的投入以及使用成本。其三，由于三維虛擬技術可以為氣象節目制作不同的虛擬場景，不需要人員進行場景搭建與道具布置，節約了場景布置的支出。由于可以實現演播廳的場景變換，所以多個節目都可以運用同一個演播廳進行節目錄制，減少了演播廳的建造，實現演播廳的最大程度利用。以上幾個方面是利用三維虛擬技術實現在節目制作中的成本節約。另外在相較于傳統節目制作方式，三維虛擬技術的優勢有以下幾個體現方式。其一，由于氣象節目的特殊性，需要對不同地區的天氣情況進行介紹，而三維虛擬技術的利用可以在大屏幕上實現實時地理位置移動與變化，并在這過程中運用虛擬特效實現該地區降雨、降雪等多種天氣情況進行實時呈現，這是傳統的氣象節目制作中無法達到的效果呈現。其二，在利用三維虛擬技術制作節目所需要的動畫的時候，會相比于傳統制作更加容易操作，并且制作完成的動畫更具有真實感以及立體性。

2 三維虛擬技術在氣象節目當中的具體設計

（一）實現三維虛擬技術的軟件利用

在利用三維虛擬技術制作氣象節目的時候，需要涉及到的軟件包括3DVI2軟件、3DMax軟件、PS軟件以及Lighscape軟件等。例如在進行演播廳的虛擬場景的制作的時候，3DVI2軟件和3DMax軟件在使用方面區別不大。在進行動畫設計的時候，首先利用3DMax軟件軟件進行基本設置，接著運用Lighscape軟件協同3DVI2軟件和3DMax軟件的模型對動畫的燈光以及材質進行確立。之后利用光能傳遞算法實現渲染工作，最后將已經成型的設計導入PS軟件當中添加節目效果所需要的各種裝飾即可。

（二）建造三維虛擬模型

為了使三維虛擬模型更加具有真實性，首先要確定模型參照物的尺寸，盡量使虛擬物體的尺寸與真實參照物達成一致，這里要注意實際情況中物體的比例變化，避免出現比例失調的情況。另外在三維虛擬模型的制作中，要注意保證物體邊緣具有過渡面，這是由于尖利的邊緣在屏幕中出現時容易發生閃爍。在進行過渡面設計的時候，要注意邊緣的細節處理并適當提高邊緣部分的分辨率。避免設計中出現呆刻的線條還有利于虛擬畫面真實感的體現。

（三）在設計中保證畫面的質感呈現

利用三維虛擬技術制作貼圖的時候，為避免最終畫面存在閃爍的情況，要在選材時盡量避免細小的橫向條紋材質以及磨砂性質的材質。另外，還要對材質進行一定的調試處理，這一過程相對于比較復雜。需要熟練掌握材質性能，把握不同材質在受光影響中的不同，這是由于材質和受光會直接影響到三維虛擬技術處理后的物體最終呈現的色彩。要實現這一點，不僅需要設計工作人員的長期實踐經驗，還要求著設計人員具有細微的觀察能力。

（三）三維虛擬制作中在燈光方面的設計

在氣象節目制作當中，燈光設計是十分重要的一個部分，其直接決定了氛圍渲染要求。成熟的燈光設計技術對于節目來說可以引導觀眾進行視覺定位。另外燈光照明方式對于演播廳的場景設計有著重要意義，首先對于不同的場景需求，燈光設計有利于場景的氛圍塑造，在氣象節目當中，節目本身定位屬于活躍的場景氣氛。如果設計燈光過少或者過暗都會造成壓抑的氣氛，讓氣象節目失去生氣，不利于觀眾對于該節目的接受。所以利用燈光設計實現節目制作是十分有必要的。除了燈光多少與強弱的不同設計，還應當涉及到節目中容易出現的陰影設計，適當的陰影效果有利于三維虛擬的真實性塑造。

在三維虛擬設計軟件當中，照明的效果并不是為了表達光源本身，而主要是對其他的物體提供照明效果，所以應當注重自身照明效果的表達。在進行實際的燈光設計的時候，要在氣象節目主持人的活動范圍內采取暖光照射，這樣操作可以使通過軟件進行人物摳像移動到三維虛擬場景中的時候保持與背景的對比，是塑造三維虛擬場景縱深感與真實性的重要方法。

3 結束語

社會科技在不斷進步當中，計算機技術與多媒體技術的發展也呈現出蓬勃的生命力，推動著氣象節目的制作不斷的朝著數字化發展，而三維虛擬技術也會在氣象節目制作中具有十分可觀的發展前景。該技術的應用不僅降低了氣象節目的制作資金投入，同時也為節目的制作效率提升做出貢獻。三維虛擬技術的應用也改變了傳統的節目制作，實現了傳統技術領域無法達到的節目效果。為了使遼寧地區的氣象節目實現更加高效的發展，相關技術人員應當注重三維虛擬技術的研究與應用，實現該行業在節目制作中的具有重要意義的改革。

參考文獻

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作者簡介

張靖萱（1987-），女，漢，黑龍江哈爾濱人，本科，助理工程師，從事氣象服務方面工作。