虚拟演播技术在气象培训精品课程中的应用探析

王永锋

摘 要：精品课程建设是气象教育培训能力建设的一项重要教学改革工程。虚拟演播技术丰富了精品课程教学资源的制作手段，推动了优质教学资源的开发与传播。该文就虚拟演播室技术在气象精品课程中的应用做了详细的阐释，这对进一步完善精品课程的建设有重要意义。

关键词：精品课程 虚拟演播室 技术应用

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0228-02

以加强气象培训核心能力建设为重点，以提升气象教育培训的质量和效益为核心，是气象教育培训的指导思想。大力开展教材建设，着力开发一批特色鲜明、针对性和实用性强的精品培训课程是气象教育培训能力建设的一项重要教学改革工程。故此，如何充分发挥虚拟演播室技术辅助教学在培训教学中的作用，使精品课程“精益求精”，提高培训效益，正受到气象教育培训技术工作者的关注。

1 虚拟演播室技术在气象精品课程制作中的流程

1.1 虚拟演播室（Virtual Studio）技术

虚拟演播室技术是在传统的色键扣像技术的基础上发展起来的一种电视节目制作技术，它可以将计算机制作的三维虚拟场景与现场真实摄像机拍摄的人物活动图像进行数字化实时合成，使人物动作与虚拟背景同步变化，实现前景与背景的完美结合[1]。摄像机拍摄的现场已经不再是传统意义上的物理空间，被拍摄对象的活动空间可以置换成任何需要的背景，即使面积很小的演播室，也可以制作出大背景、大空间的效果。它的出现突破了传统布景、道具、灯光、场地等空间环境、空间距离和事实物体的约束，为制作人员提供了无限自由的创造空间，以各种新颖、奇特的创意丰富了教学内容。虚拟演播室技术在教学中的应用，从根本上改善了传统演播室录制课程的局限性，解决了传统演播室造价昂贵、录制的课程缺乏真实感、教学模式枯燥乏味等问题。

1.2 较之传统精品课程不同的制作流程

传统的精品课程的教学录像绝大多数都是在普通多媒体教室摄制完成，课内教学多媒体辅助工具多为幻灯片课件（PPT格式），教师在讲解知识的同时通过展示幻灯片对授课内容进行补充和完善。故此，传统精品课程的制作基本上以主讲教师的镜头和对应的幻灯片课件的相互切换来完成。但这种方法录制的视频，形式比较单一，主要以教师头像为主，环境多为课堂，学生在观看时会感受与置身教室听讲无异。而且，在普通课室录制，受灯光、音响、环境的限制，也很难获取高质量视频画面和清晰无噪的音响效果，达不到精品课程对视、音频高质量的制作要求。

基于虚拟演播室技术下的精品课程相对比传统精品课程在拍摄与制作流程上有了很大改观。其基本流程是，授课教师拟出课程制作方案；设计人员根据方案画出分镜头写出实操脚本；模型师在电脑中创建模型及贴图；虚拟演播室操作者与教师合作进行课程录制、后期制作及视频输出[2]。主讲教师的授课地点不再是普通的教室，而是虚拟演播室的蓝箱内。授课老师在蓝箱内完成授课计划，其余后续制作大多由技术人员完成。我们把摄像机拍摄到的主讲教师、教具等物体称为前景图像，把电脑软件制作的图片、三维模型作为为虚拟场景。虚拟演播室系统把前景图像与虚拟场景恰当的结合在一起，使视频图像与虚拟背景同步变化。虚拟场景的设计几乎不再受限制，只要符合课程要求，像场景的大小、布局、材料、道具、动画等均可根据课程内容，创作人员任意想象、自由发挥，使得视频与虚拟背景更能真实和贴切地反映课程内容。

可以说，运用虚拟演播室技术制作精品课程是一个再创作的过程，它不光涉及到优秀的教师充分展示教学风采和人格魅力，还需要专业的摄像技术与优秀的后期制作通力合作，也就是说它不再是一两个人就能充分使用好的系统，它需要导演、创意者、美术设计、三维建模者、演员及虚拟系统的操作者等人员的通力配合，才能制作出内容精湛、形式精美的课程视频。尤其是虚拟3D背景的制作，要达到乱真效果，更需要手法熟练、审美较高的电视制作技术人员。

2 虚拟演播室在气象精品课程制作中的应用

虚拟演播室技术在气象精品课程中的运用大大增强了精品课程的视觉传播效果，它在教学方面主要被用于以下几个方面。

2.1 虚拟场景制作、节约制作成本

虚拟演播室系统中，计算机产生的二维或三维场景几乎不受限制，只要能够按照课程的要求进行，创作人员可以自由发挥， 随意想象，制作出与课程内容及主题相适应的场景。比如场景内的布局摆设、道具的选择、材料的应用等都可以随意设置。同时也不受空间以及时间距离的控制，嘉宾和讲师可以身处任何地方、任何国家，都能够将不同距离的人同时聚集在一个场景中，只要能够发挥想象，便可以制作出独一无二的、富有创作气息的演播室。即节省了时间成本和布景、制作道具等的人力、物力成本，而且丰富了节目内容，增加了节目的艺术气息和创造性。

2.2 虚拟环境合成，创设教学情境

运用虚拟演播室技术创设与教学情境相协调的环境，依靠生动丰富的虚拟场景烘托教学气氛，增强教学效果。气象知识浅显但内容抽象，它的内容广泛而复杂、时空跨度大。特别是《气象学与气候学》，它研究的对象是气象、天气、气候，教材主要介绍大气物理属性、大气运动、天气系统、气候形成与划分、气候变化及人类活动影响等方面的基础理论知识。大多数学生在学习这门课程中，普遍感到比较难学。如果教师在讲课过程中可以真实再现雷电、冰雹、台风和雾霾等极端灾害性天气情景，让学生“零距离”感受天气的奥秘，有助于激发学生的求知欲，创设良好的教学情境方面的作用是不可估量的，会收到一定的效果。

2.3 创设实验环境，再现实训教学，提高教学质量

对于一些演示试验或者动作、技能类的教学课程，可以不受真实条件的约束，而是通过虚拟演播室的融合以直观的形式展现在学习者的面前，这样不仅可以加强学习者对学习内容的理解，还可以方便学习者观察、模仿，达到事半功倍的学习效果。endprint

气象自动观测站因为其结构复杂，检测技术先进，从而为操作、维护和故障修理人员快速准确掌握其操作方法、维护和修理规范带来的一定的难度。常规自动化观测站设备的培训，内部构造讲解是难点也是重点，往往以实际设备为基础展开，在培训过程中，这种方法很容易造成设备的损伤，甚至造成不必要的人员伤亡，带来巨大的经济损失。而通过构建三维虚拟模型，教师可以把自身置于仪器设备的内部构造中进行讲解，通过这种独特的视觉表现力，使学生对设备的工作原理、运转流程、表现方式等教学难点一目了然。摆脱真实气象站培训的物理空间限制，使受训者不再受困于无法现场演示、现场培训复杂等问题。

而且对需要实验操作的观测仪器，事先可以在实验室录制好。剪辑过程中，跟随教师口授的步骤，将准确细致的实验画面穿插演示，很好地实现教师连贯讲授与多角度多环节实验过程之间的无缝链接。对一些关键的实验步骤，教学难题，在视频拍摄中，可以用特写镜头加以放大，在后期剪辑中，也可以对该段内容进行多次重现，这样可以大大减少教师的试验次数，缩短重复工作时间，增加对学生的指导时间，极大地方便实训教学的开展和学生技能水平的提升。

2.4 虚拟人物出席，创设远程互动教学模式

虚拟演播室可以提供人物虚拟出席的场景等，虚拟演播室制作方式不仅适合重现演播室内人物之间的交流，还可通过虚拟出席的方式将演播室外的人“请”进演播室，与演播室内的人物进行交流[3]。这种技术可以将异地传送来的视频实况无缝地合成至本地演播室，将异地的教师（学生）与本地的学生（教师）不需要视频窗口就能够实时地结合在一个虚拟教学场景中，进行学习与交流，将远程学习变为本地学习，实现了实时的交互学习。

由于虚拟演播室的电子背景是由计算机产生的，如果把位置信息和视频数据放在一起传输，通过设定图像的反馈区域就可以实现远程教育的交互，创设一个人性化的学习环境，使远教学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习，以达到激发学生学习兴趣和理解记忆的目的。比如，在学习雷达、观测设备维修等一些操作技术很强的知识时，由于实际情境的复杂性，书本学习的技术理论多数情况不能解决实际问题，要求学习者必须跟随教师进行实践操作。可是，对于某些学习者来说，由于这样那样原因，不便于实地学习，利用虚拟演播室可以使身处异地的教师和学习者共处一个教学环境，这样就可以“手把手”地传授相关知识技能和操作技能，学习者也可以随时提出问题请教师指导，这样不仅节省时间和费用，还得到了应有的学习效果。

2.5 字幕信息加工，丰富课程可视性

虚拟演播室系统可以对字幕信息进行加工，使字幕信息以更直观、更富可视性和包装性的方式呈现出来，更好地发挥字幕在教学节目中的作用。此外，系统可用多种方式灵活地显示数据、图形、图表等信息， 将抽象数据以可视化的方式呈现出来，是课程信息传播的有效辅助手段。

2.6 多场景运用，丰富内容表现形式

对不同场景中拍摄的素材，运用多场景的内容表现形式，通过虚拟大屏幕特技，引进虚拟演播室，增强可视性。比如在防灾减灾和应急管理教学培训、重大气象灾害管理课程培训等中，可以把不同场景拍摄的自然灾害素材，根据教学需求创建不同的“现场”，大屏幕特技、数字转场特技等可使节目自然地实现各个“现场”之间的转换。不同的场景可有效保持学生的注意力，增强节目传播内容的真实性，增强节目的传播效果。

3 结语

随着计算机及多媒体技术的不断发展，虚拟演播室技术也日臻成熟，利用虚拟演播技术突破气象培训教学中的难点、突出教学重点，启发学生思维，培养学生的分析判断能力、抽象概括能力，帮助学生建立起气象学的立体空间感，激发学生的学习兴趣，能够发挥其重要的辅助作用，这无疑为气象教学注进了新的活力。精品课程代表着优质的教学资源，体现着气象培训的教育理念与教育特色。利用虚拟演播室技术，制作出优良的课程画面，这对提高气象培训的教学质量和人才培养质量，有着现实而深远的意义。

参考文献

[1] 董武绍，李端强.对高校虚拟演播室建设的探讨[J].电化教育研究，2007（2）：62-64.

[2] 胡正宁，王宝连.论虚拟演播室技术在教育节目中的应用[J].内江科技，2013（10）：60-61.

[3] 唐忠，阳革锋.虚拟演播室技术在高校教学中的应用[J].中国电化教育，2009（7）：116-118.endprint