气象直播技术探析——“移动演播室”直播方式的实践与探索

林梦雪，王彦琦，余 艳

福建省气象服务中心，福建福州 350025

关键字 气象直播；多场景节目；图文包装；三维虚拟演播

1 气象直播现状与不足

直播是电视媒体新闻报道服务的重要形式。在气象领域，直播作为气象信息的传播方式并不是很多见，且气象直播之前以灾害性天气为主要内容，重在传播灾害性天气的信息，本质仍是对天气情况进行播报。随着气象服务越来越精细化，气象直播不再局限于单纯气象信息的播报，自从党的二十大以来，气象部门深化供给侧结构性改革，面向农业、交通、能源、旅游、海洋等多领域实施了“气象+”赋能行动，气象直播的内容从单纯的播报气象信息转变成集气象科普、旅游推荐、文化宣传等多种功能于一体的内容。

在此要求之下，对直播技术的要求也越来越高。直播包含的内容丰富，在前期准备阶段，需要利用到视频剪辑软件、图像处理软件，如本地非编、PR、PS、AE、Final Cut Pro等软件。这些软件专业度偏高，并且需要多人在多台设备上分别操作，受制于直播设备影响、网络通信、移动存储等问题，新兴的直播方式在运用视频剪辑软件、图像处理软件进行操作时容易出现难度大、速度慢、效率低等难题[1]。

除了软件方面的制约方面，传统的团队方式，各岗位人员职能割裂，增加了制作时长和沟通成本。不同的功能需求依赖不同的软件实现，无法使用统一工具经常聚合操作，使视频制作更加麻烦，甚至还面临着各独立工具不适配等问题[2]。

传统的现场直播方式由摄像机转播现场信号，再传输给电视台，利用固定导播台进行信号的接入与切换。这种直播方式需携带的设备多、要求高、人员各司其职，虽然能有效保障直播内容质量，但往往一场直播耗费的人力、物资成本大，过程烦琐，工作效率受限。

随着技术的不断发展，有许多主播利用手机直接进行直播，用手机直播虽然避免了摄像机直播的繁杂，但会出现画面品质过低、视频画面内容不够丰富等问题。

气象直播需要一定的专业度，从开始的单机位、固定机位、固定景别，演变成多机位、移动机位、移动景别，甚至增加了虚拟演播技术，与VR、AR技术融合，为观众提升了视觉上的享受，也运用丰富的直播技术增强了画面的层次感。探索一种“移动演播室”的直播方式，对其技术应用于气象直播进行了实践探索。

2 多场景实时节目传输与直播分发技术

场景一般是指影片叙事的基本载体和影片特定的空间环境，场景由镜头、景别、机位等不同组合而成。不同的镜头、景别、机位排列组合可以产生无数种场景。

网络直播兴起于游戏直播，所以初期游戏、电竞直播大部分都是固定机位、固定镜头，早期直播中的镜头语言较为简单，没有进行多方位的切换，重点在于主播和观众们的互动，以及游戏、才艺的展示。而随着直播行业愈发成熟，直播内容也由游戏逐渐拓宽，产生了带货直播、政务直播等多种不同类型的直播。随着时代的发展，直播的受众范围变得更加广泛，网络红人们的直播间收看人数甚至超过一些上星卫视。面对审美喜好和年龄层次的不同受众，直播间的镜头语言不再局限于固定机位和镜头，对场景的要求也更高，镜头语言逐渐丰富起来，向电视节目靠齐，多场景的直播节目也越来越多。

如何将不同场景间的信号串联成一个信号，再通过一个信号分发给不同平台呢？

专业的导播台在电视台中通常被广泛运用，利用专业的导播台，可以将多场景信号连接到一个画面。但在气象影视中，如果要运用专业的导播台，成本太高，对突发性的灾害性天气或气象行业活动来说过于笨重且昂贵，移动导播台的出现很好地解决了这个问题。

移动导播台也被称为“移动演播室”，由切换台、内部通话系统、监视器和一体化供电系统组成，用来切换台监视不同摄像机信号（图1）。它是以一整套设备连结为一个拍摄和编辑系统，进行现场拍摄和现场编辑的节目生产方式，是一种适用于“野外”作业的电视节目生产方式，“演播室”变成了一个概念，任何有信号的地方都能成为移动的演播室。

图1 移动导播台示意图

移动导播台基于B/S架构的云端节目导播制作工具，通过多个通道整合画面链接成一个信号，再通过推流地址传输至不同的自媒体平台，从现场采集到现场制播、导播、音控包装、分发全流程一站式实现现场直播。此外，也可实现内容全媒分发，实现网络电视台、新闻客户端、门户网站、微博、微信、抖音、优酷等不同平台的视频直播发布。

移动直播台除了可以链接不同的信号源，实现移动优先发布，还能通过实时数据分析，为每一场直播提供全方位、立体化的数据报表，使得直播运营更精准，实现直播现场的可视、可控、互动。移动直播台除了添加移动设备信号，还可以将已经制作好的视频、图片、声音输入通道，通过不同通道之间的切换，制作一档不输于电视节目的直播（图2）。

图2 移动直播台信号分发画面

多通道输入信号实现了不同场景之间的调度切换，移动直播台的转场方式还能调度。除了硬切，还有7～8种切换方式可以自由选择。除了多通道输入，移动直播台还可以提供画中画、云调度、调音台、包装制作、转场特效、主预监及多通道输入监视、时延播控、切播、多路信号输出等核心功能。通过云端控制，简化了视频线上制作流程，用可视化的后台操作即可呈现完全丰富的场景。在实际应用中，为网络直播提供了更丰富的场景实现可能。

3 实时图文视频包装

图文视频包装是指在视频上叠加图片、动画、字幕、人名条、音频或三维场景等效果，让视频从视觉上更加丰富。

通常视频如果需要加上图文包装，可以通过前期准备图文包装，在直播时导入文件叠加在直播中。

在前期准备这些素材时，需要用到不同软件，如AE、AI、PR、PS等，再将做好的素材导入直播的电脑中进行整合。但这样会出现一些问题，一是不同电脑之间可能硬件软件配置不同，在将这些素材叠加时可能发生无法识别的问题，导致在直播时无法用上提前准备好的素材；二是当出现突发、临时情况时，重新制作工作周期长，制作程序步骤复杂，人员团队分散，功能割裂，无法快速应对突发情况。

实时图文视频包装技术提供了大幅超越传统字幕的广播级实时图形播出效果，融合电视图形制作和新媒体业务流程所需。通过快速、灵活的出入屏控制，全面满足用户新闻、财经、体育、娱乐等各种直录播节目的在线图文包装和大屏互动包装需求。

在直播场景中，会遇到一些突发情况，如领导上台致辞、主播介绍产品、突发性新闻等，需要实时图形播出。通过实时包装系统，可以直接在导播电脑上操作，直接导入导播台，进行快速包装。

图文实时包装系统由CG组件、动画设置、字幕管理组成，将从这3个方面详细阐述实时图文系统的运作方式。

3.1 CG组件

CG组件包括图片、动态图片、时钟、定时器、通道和数据源（图3）。

图3 CG组件模块图

首先，可以在工作区插入图片、动态图片等组件，图片支持PNG、JPG、BMP、GIF、PSD格式，前面4种格式选中图片之后，图片会出现在工作区域，再将CG工程链接至直播工程，即可出现在直播画面中。PSD图片则是分图层插入，也可以选择直接合成1张图片插入CG组件。如果需要按照顺序自动播放图片序列，可以依次将图片添加进图片序列，设置循环播放、单次播放等不同播放方式，如果需要在播放之后停顿，也可以设置帧数或时长。

其次，可以插入时钟和计时器组件。时钟和计时器是气象职业技能竞赛直播经常用到的CG插件，虽然现场有时钟和计时器，但通过摄像机转播之后观众难以看清，插入了时钟和计时器软件，有助于观众查看选手发言时间或倒计时。

最后，工作区可以插入通道和数据源，通道是指直播通道，通过插入不同的通道在同一个画面可以组成有背景的画中画、直播连线等界面，使得视频内容看上去更加丰富、简洁。数据源是指其他程序、软件的数据可以实时同步上直播界面，工作区支持RSS数据、空白页数据、新浪微博数据、天气数据、微直播数据等，可以将实时数据反映在直播界面上，起到和观众沟通互动的良好作用。

3.2 动画设置和字幕管理

实时图文系统以设置文字、图片、图片序列、动态图片、时钟、定时器和通道等添加多个动画，最多可添加动画30个，可设置动画效果、运动时长、延时时间和重复次数。

字幕是指在直播时出现的包括人名条、滚屏、介绍信息等文字类内容。字幕可以通过CG组件插入，也可以通过字幕页进行批量编辑。实时图文包装系统含有不同类型的字幕模板，如社会新闻类、通用新闻类、体育赛事类、知识竞赛类等，不同的气象直播活动可以利用不同的模板进行编辑。此外，还可以导入自主设计的PS产品保存成模板进行字幕编辑。

需要注意的是，在使用图文实时包装系统建立工作区时，分辨率需要和直播工程的分辨率保持一致，否则当CG组件或字幕链接上直播工程时会存在尺寸不合的情况。打开CG编辑器软件，点击连接按钮，在线设备下拉框自动搜索同一局域网内开启的录 播系统的设备IP和用户名。根据登录的用户名，选择对应服务器IP，填入端口和连接密码，点击连接，即可完成CG编辑器和采编录播一体化系统连接。CG和studio在CG程序未关闭的情况下断开连接，若有CG已发布，则重新建立连接后，可恢复CG对已发布CG的控制。

4 三维虚拟演播的运用

传统实景演播室中，每一个场景都需要占用1个区域搭建实际景物，不仅会占用有限空间，且降低了演播室的使用效率。虚拟演播厅是指通过计算机图形学和动画渲染技术建成的虚拟环境。虚拟演播室的场景由计算机通过一系列计算渲染得到，可以在同一演播区域“搭建”多个场景，制作多档节目，节省空间，可大幅提高演播室的使用效率和灵活性。当前的虚拟技术在传统色键抠像填充技术的基础上，结合了摄像机跟踪技术，使得虚拟场景可随摄像机的运动与实景保持一致的空间位置关系。

虚拟演播在气象直播中如何运用呢？首先，可以在演播厅模拟出灾害性天气，比如洪水、大风、暴雨等，增加气象直播的可视性；其次，虚拟演播厅可以叠加图片、视频等，避免一成不变的刻板演播厅氛围，增强气象直播的趣味性；最后，虚拟演播厅还可以实时变换背景，在制作不同类型的节目时，通过高效的方式更换背景，提高气象直播效率。

过去，利用虚拟演播厅更换背景通常都是主持人先在蓝箱或绿幕前先录制好，再利用AE等软件进行后期制作。移动直播室则可以直接在通道中嵌入CG画面，与在真实的演播厅里制作节目毫无差异。通过虚拟演播厅，可以快速地改变演播室的背景板和环境，以适应直播的快节奏。

但是虚拟演播厅的运用现在仍不够成熟，如果在摄像机和灯光、机位等硬件设施不够完善的情况下贸然使用虚拟演播厅，会让观众有种虚假感。针对经常需要出外景的气象直播类节目而言，作用不大，更适合在演播厅直播时使用。针对虚拟演播厅还需要持续探索，开发出适合气象直播的运行方式，从而真正应用于气象直播节目。

5 结束语

多场景实时节目传输与直播分发、实时图文视频包装、三维虚拟演播技术是对传统复杂直播形式的优化与进步，又是新兴直播技术的补充与改进，在降低直播成本的同时，提高了气象直播的效率与质量。

利用“移动直播室”这项技术，福建省气象服务中心在2022年完成了5场直播，取得了5场直播共300多万的浏览量。丰富的视觉画面、流畅的观看体验让观众在直播间流连忘返，实打实地将流量转变为气象服务，延长农产品的产业链，推广旅游宣传。

通过系列气象助力乡村振兴全媒体直播服务，提高了公众对气象旅游品牌的认识，推广了当地的特色文旅业态，对提升本地游客量有所帮助，并且推广了特色农产品。

通过“移动直播室”，更好地传达直播内容，同时将直播的融媒体业务深度融合气象服务省局重大项目，联合旅游业、农业等不同行业结合打造“组合拳”，提升、宣传、推广气象品牌。

在新时代，气象影视需要不断地创新和摸索，直播作为一种传播渠道占据着重要的地位。探索气象直播技术发展、强化气象品牌意识，对气象服务助力乡村振兴、拓宽气象科普服务途径具有重要作用。