基于三维虚拟技术的气象节目制作平台的设计与实现

张靖萱+张思瑶+王冠宇+张郁

摘 要：随着科学技术的不断发展，辽宁地区的气象节目制作逐渐利用三维虚拟技术实现了数字化的三维虚拟演播室。这是一种主要运用图像处理软件的复杂图像的处理技术。运用电脑软件实现实际拍摄的场景图像与虚拟的物体图像的有机融合，对气象节目的平台发展有着重要意义。本文通过简要分析三维虚拟技术在气象节目中的应用优势，提出三维虚拟技术在气象节目制作中的具体实现。以期为我国辽宁地区的通过三维虚拟技术制作的气象节目能有更好的发展提供参考。

关键词：三维虚拟技术；气象节目；制作平台；设计

辽宁地区的气象节目随着科学技术的不断创新呈现快速发展的形势。在传统的气象节目制作中一般是采用演播厅的实际拍摄与三维动画参与制作，这两种制作形式都是经过后期的非线性视频编辑软件进行处理后播出。这种做法虽然可以实现视频与图像的结合，但是由于该编辑软件的实行基础是平面的图像，对视频流画面的处理即为平面图像基础上的特技效果。相较于传统的方式，三维虚拟技术实现的节目则是利用色键技术实现蓝幕背景上的虚拟画面的呈现，让演播平台更加具有真实感。所以，为了实现气象节目的不断发展，有必要对三维虚拟技术的融入与实行进行更加深入的研究。

1 三维虚拟技术在气象节目制作中运用的重要优势

相较于传统的气象节目制作，三维虚拟技术的应用具有许多的优势。该技术不仅在缩减了制作环节的复杂程度，缩短了制作时间，提高了节目制作的效率。还为制作过程中资金投入成本进行有效控制，最重要的是该技术的应用达到了许多传统制作中无法实现的效果。

三维虚拟技术的应用在成本节约方面的优势具体体现在以下几个方面，其一，利用三维虚拟技术制作气象电视节目可以在局限小范围的演播厅内实现广阔的视觉效果，做到空间的有效延伸，这对建造气象节目演播厅实现了资金节约。其二，由于三维虚拟技术可以在节目中制作灯光效果，这为大环境的演播厅节省了灯类道具的投入以及使用成本。其三，由于三维虚拟技术可以为气象节目制作不同的虚拟场景，不需要人员进行场景搭建与道具布置，节约了场景布置的支出。由于可以实现演播厅的场景变换，所以多个节目都可以运用同一个演播厅进行节目录制，减少了演播厅的建造，实现演播厅的最大程度利用。以上几个方面是利用三维虚拟技术实现在节目制作中的成本节约。另外在相较于传统节目制作方式，三维虚拟技术的优势有以下几个体现方式。其一，由于气象节目的特殊性，需要对不同地区的天气情况进行介绍，而三维虚拟技术的利用可以在大屏幕上实现实时地理位置移动与变化，并在这过程中运用虚拟特效实现该地区降雨、降雪等多种天气情况进行实时呈现，这是传统的气象节目制作中无法达到的效果呈现。其二，在利用三维虚拟技术制作节目所需要的动画的时候，会相比于传统制作更加容易操作，并且制作完成的动画更具有真实感以及立体性。

2 三维虚拟技术在气象节目当中的具体设计

（一）实现三维虚拟技术的软件利用

在利用三维虚拟技术制作气象节目的时候，需要涉及到的软件包括3DVI2软件、3DMax软件、PS软件以及Lighscape软件等。例如在进行演播厅的虚拟场景的制作的时候，3DVI2软件和3DMax软件在使用方面区别不大。在进行动画设计的时候，首先利用3DMax软件软件进行基本设置，接着运用Lighscape软件协同3DVI2软件和3DMax软件的模型对动画的灯光以及材质进行确立。之后利用光能传递算法实现渲染工作，最后将已经成型的设计导入PS软件当中添加节目效果所需要的各种装饰即可。

（二）建造三维虚拟模型

为了使三维虚拟模型更加具有真实性，首先要确定模型参照物的尺寸，尽量使虚拟物体的尺寸与真实参照物达成一致，这里要注意实际情况中物体的比例变化，避免出现比例失调的情况。另外在三维虚拟模型的制作中，要注意保证物体边缘具有过渡面，这是由于尖利的边缘在屏幕中出现时容易发生闪烁。在进行过渡面设计的时候，要注意边缘的细节处理并适当提高边缘部分的分辨率。避免设计中出现呆刻的线条还有利于虚拟画面真实感的体现。

（三）在设计中保证画面的质感呈现

利用三维虚拟技术制作贴图的时候，为避免最终画面存在闪烁的情况，要在选材时尽量避免细小的横向条纹材质以及磨砂性质的材质。另外，还要对材质进行一定的调试处理，这一过程相对于比较复杂。需要熟练掌握材质性能，把握不同材质在受光影响中的不同，这是由于材质和受光会直接影响到三维虚拟技术处理后的物体最终呈现的色彩。要实现这一点，不仅需要设计工作人员的长期实践经验，还要求着设计人员具有细微的观察能力。

（三）三维虚拟制作中在灯光方面的设计

在气象节目制作当中，灯光设计是十分重要的一个部分，其直接决定了氛围渲染要求。成熟的灯光设计技术对于节目来说可以引导观众进行视觉定位。另外灯光照明方式对于演播厅的场景设计有着重要意义，首先对于不同的场景需求，灯光设计有利于场景的氛围塑造，在气象节目当中，节目本身定位属于活跃的场景气氛。如果设计灯光过少或者过暗都会造成压抑的气氛，让气象节目失去生气，不利于观众对于该节目的接受。所以利用灯光设计实现节目制作是十分有必要的。除了灯光多少与强弱的不同设计，还应当涉及到节目中容易出现的阴影设计，适当的阴影效果有利于三维虚拟的真实性塑造。

在三维虚拟设计软件当中，照明的效果并不是为了表达光源本身，而主要是对其他的物体提供照明效果，所以应当注重自身照明效果的表达。在进行实际的灯光设计的时候，要在气象节目主持人的活动范围内采取暖光照射，这样操作可以使通过软件进行人物摳像移动到三维虚拟场景中的时候保持与背景的对比，是塑造三维虚拟场景纵深感与真实性的重要方法。

3 结束语

社会科技在不断进步当中，计算机技术与多媒体技术的发展也呈现出蓬勃的生命力，推动着气象节目的制作不断的朝着数字化发展，而三维虚拟技术也会在气象节目制作中具有十分可观的发展前景。该技术的应用不仅降低了气象节目的制作资金投入，同时也为节目的制作效率提升做出贡献。三维虚拟技术的应用也改变了传统的节目制作，实现了传统技术领域无法达到的节目效果。为了使辽宁地区的气象节目实现更加高效的发展，相关技术人员应当注重三维虚拟技术的研究与应用，实现该行业在节目制作中的具有重要意义的改革。

参考文献

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[4]袁晓玉，王新.虚拟演播室技术在电视气象节目中的创新使用[J].现代电视技术，2012，07：96-99.

作者简介

张靖萱（1987-），女，汉，黑龙江哈尔滨人，本科，助理工程师，从事气象服务方面工作。