基于三維虛擬技術(shù)的氣象節(jié)目制作平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張靖萱+張思瑤+王冠宇+張郁

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，遼寧地區(qū)的氣象節(jié)目制作逐漸利用三維虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的三維虛擬演播室。這是一種主要運(yùn)用圖像處理軟件的復(fù)雜圖像的處理技術(shù)。運(yùn)用電腦軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)際拍攝的場(chǎng)景圖像與虛擬的物體圖像的有機(jī)融合，對(duì)氣象節(jié)目的平臺(tái)發(fā)展有著重要意義。本文通過(guò)簡(jiǎn)要分析三維虛擬技術(shù)在氣象節(jié)目中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提出三維虛擬技術(shù)在氣象節(jié)目制作中的具體實(shí)現(xiàn)。以期為我國(guó)遼寧地區(qū)的通過(guò)三維虛擬技術(shù)制作的氣象節(jié)目能有更好的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：三維虛擬技術(shù)；氣象節(jié)目；制作平臺(tái)；設(shè)計(jì)

遼寧地區(qū)的氣象節(jié)目隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新呈現(xiàn)快速發(fā)展的形勢(shì)。在傳統(tǒng)的氣象節(jié)目制作中一般是采用演播廳的實(shí)際拍攝與三維動(dòng)畫(huà)參與制作，這兩種制作形式都是經(jīng)過(guò)后期的非線性視頻編輯軟件進(jìn)行處理后播出。這種做法雖然可以實(shí)現(xiàn)視頻與圖像的結(jié)合，但是由于該編輯軟件的實(shí)行基礎(chǔ)是平面的圖像，對(duì)視頻流畫(huà)面的處理即為平面圖像基礎(chǔ)上的特技效果。相較于傳統(tǒng)的方式，三維虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)的節(jié)目則是利用色鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)藍(lán)幕背景上的虛擬畫(huà)面的呈現(xiàn)，讓演播平臺(tái)更加具有真實(shí)感。所以，為了實(shí)現(xiàn)氣象節(jié)目的不斷發(fā)展，有必要對(duì)三維虛擬技術(shù)的融入與實(shí)行進(jìn)行更加深入的研究。

1 三維虛擬技術(shù)在氣象節(jié)目制作中運(yùn)用的重要優(yōu)勢(shì)

相較于傳統(tǒng)的氣象節(jié)目制作，三維虛擬技術(shù)的應(yīng)用具有許多的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)不僅在縮減了制作環(huán)節(jié)的復(fù)雜程度，縮短了制作時(shí)間，提高了節(jié)目制作的效率。還為制作過(guò)程中資金投入成本進(jìn)行有效控制，最重要的是該技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了許多傳統(tǒng)制作中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的效果。

三維虛擬技術(shù)的應(yīng)用在成本節(jié)約方面的優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，其一，利用三維虛擬技術(shù)制作氣象電視節(jié)目可以在局限小范圍的演播廳內(nèi)實(shí)現(xiàn)廣闊的視覺(jué)效果，做到空間的有效延伸，這對(duì)建造氣象節(jié)目演播廳實(shí)現(xiàn)了資金節(jié)約。其二，由于三維虛擬技術(shù)可以在節(jié)目中制作燈光效果，這為大環(huán)境的演播廳節(jié)省了燈類(lèi)道具的投入以及使用成本。其三，由于三維虛擬技術(shù)可以為氣象節(jié)目制作不同的虛擬場(chǎng)景，不需要人員進(jìn)行場(chǎng)景搭建與道具布置，節(jié)約了場(chǎng)景布置的支出。由于可以實(shí)現(xiàn)演播廳的場(chǎng)景變換，所以多個(gè)節(jié)目都可以運(yùn)用同一個(gè)演播廳進(jìn)行節(jié)目錄制，減少了演播廳的建造，實(shí)現(xiàn)演播廳的最大程度利用。以上幾個(gè)方面是利用三維虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)在節(jié)目制作中的成本節(jié)約。另外在相較于傳統(tǒng)節(jié)目制作方式，三維虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)體現(xiàn)方式。其一，由于氣象節(jié)目的特殊性，需要對(duì)不同地區(qū)的天氣情況進(jìn)行介紹，而三維虛擬技術(shù)的利用可以在大屏幕上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地理位置移動(dòng)與變化，并在這過(guò)程中運(yùn)用虛擬特效實(shí)現(xiàn)該地區(qū)降雨、降雪等多種天氣情況進(jìn)行實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，這是傳統(tǒng)的氣象節(jié)目制作中無(wú)法達(dá)到的效果呈現(xiàn)。其二，在利用三維虛擬技術(shù)制作節(jié)目所需要的動(dòng)畫(huà)的時(shí)候，會(huì)相比于傳統(tǒng)制作更加容易操作，并且制作完成的動(dòng)畫(huà)更具有真實(shí)感以及立體性。

2 三維虛擬技術(shù)在氣象節(jié)目當(dāng)中的具體設(shè)計(jì)

（一）實(shí)現(xiàn)三維虛擬技術(shù)的軟件利用

在利用三維虛擬技術(shù)制作氣象節(jié)目的時(shí)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(jìn)行演播廳的虛擬場(chǎng)景的制作的時(shí)候，3DVI2軟件和3DMax軟件在使用方面區(qū)別不大。在進(jìn)行動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先利用3DMax軟件軟件進(jìn)行基本設(shè)置，接著運(yùn)用Lighscape軟件協(xié)同3DVI2軟件和3DMax軟件的模型對(duì)動(dòng)畫(huà)的燈光以及材質(zhì)進(jìn)行確立。之后利用光能傳遞算法實(shí)現(xiàn)渲染工作，最后將已經(jīng)成型的設(shè)計(jì)導(dǎo)入PS軟件當(dāng)中添加節(jié)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(shí)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(shí)參照物達(dá)成一致，這里要注意實(shí)際情況中物體的比例變化，避免出現(xiàn)比例失調(diào)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(guò)渡面，這是由于尖利的邊緣在屏幕中出現(xiàn)時(shí)容易發(fā)生閃爍。在進(jìn)行過(guò)渡面設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注意邊緣的細(xì)節(jié)處理并適當(dāng)提高邊緣部分的分辨率。避免設(shè)計(jì)中出現(xiàn)呆刻的線條還有利于虛擬畫(huà)面真實(shí)感的體現(xiàn)。

（三）在設(shè)計(jì)中保證畫(huà)面的質(zhì)感呈現(xiàn)

利用三維虛擬技術(shù)制作貼圖的時(shí)候，為避免最終畫(huà)面存在閃爍的情況，要在選材時(shí)盡量避免細(xì)小的橫向條紋材質(zhì)以及磨砂性質(zhì)的材質(zhì)。另外，還要對(duì)材質(zhì)進(jìn)行一定的調(diào)試處理，這一過(guò)程相對(duì)于比較復(fù)雜。需要熟練掌握材質(zhì)性能，把握不同材質(zhì)在受光影響中的不同，這是由于材質(zhì)和受光會(huì)直接影響到三維虛擬技術(shù)處理后的物體最終呈現(xiàn)的色彩。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，不僅需要設(shè)計(jì)工作人員的長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要求著設(shè)計(jì)人員具有細(xì)微的觀察能力。

（三）三維虛擬制作中在燈光方面的設(shè)計(jì)

在氣象節(jié)目制作當(dāng)中，燈光設(shè)計(jì)是十分重要的一個(gè)部分，其直接決定了氛圍渲染要求。成熟的燈光設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于節(jié)目來(lái)說(shuō)可以引導(dǎo)觀眾進(jìn)行視覺(jué)定位。另外燈光照明方式對(duì)于演播廳的場(chǎng)景設(shè)計(jì)有著重要意義，首先對(duì)于不同的場(chǎng)景需求，燈光設(shè)計(jì)有利于場(chǎng)景的氛圍塑造，在氣象節(jié)目當(dāng)中，節(jié)目本身定位屬于活躍的場(chǎng)景氣氛。如果設(shè)計(jì)燈光過(guò)少或者過(guò)暗都會(huì)造成壓抑的氣氛，讓氣象節(jié)目失去生氣，不利于觀眾對(duì)于該節(jié)目的接受。所以利用燈光設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)目制作是十分有必要的。除了燈光多少與強(qiáng)弱的不同設(shè)計(jì)，還應(yīng)當(dāng)涉及到節(jié)目中容易出現(xiàn)的陰影設(shè)計(jì)，適當(dāng)?shù)年幱靶Ч欣谌S虛擬的真實(shí)性塑造。

在三維虛擬設(shè)計(jì)軟件當(dāng)中，照明的效果并不是為了表達(dá)光源本身，而主要是對(duì)其他的物體提供照明效果，所以應(yīng)當(dāng)注重自身照明效果的表達(dá)。在進(jìn)行實(shí)際的燈光設(shè)計(jì)的時(shí)候，要在氣象節(jié)目主持人的活動(dòng)范圍內(nèi)采取暖光照射，這樣操作可以使通過(guò)軟件進(jìn)行人物摳像移動(dòng)到三維虛擬場(chǎng)景中的時(shí)候保持與背景的對(duì)比，是塑造三維虛擬場(chǎng)景縱深感與真實(shí)性的重要方法。

3 結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)科技在不斷進(jìn)步當(dāng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)與多媒體技術(shù)的發(fā)展也呈現(xiàn)出蓬勃的生命力，推動(dòng)著氣象節(jié)目的制作不斷的朝著數(shù)字化發(fā)展，而三維虛擬技術(shù)也會(huì)在氣象節(jié)目制作中具有十分可觀的發(fā)展前景。該技術(shù)的應(yīng)用不僅降低了氣象節(jié)目的制作資金投入，同時(shí)也為節(jié)目的制作效率提升做出貢獻(xiàn)。三維虛擬技術(shù)的應(yīng)用也改變了傳統(tǒng)的節(jié)目制作，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域無(wú)法達(dá)到的節(jié)目效果。為了使遼寧地區(qū)的氣象節(jié)目實(shí)現(xiàn)更加高效的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注重三維虛擬技術(shù)的研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)該行業(yè)在節(jié)目制作中的具有重要意義的改革。

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作者簡(jiǎn)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(wù)方面工作。