虛擬現(xiàn)實技術在氣象領域中的應用

吳永慧

摘要：對于氣象領域的發(fā)展來說，虛擬現(xiàn)實技術的應用與融合能夠為現(xiàn)實問題的解決提供支持，尤其體現(xiàn)在傳統(tǒng)氣象模式的更新上。本研究首先對虛擬現(xiàn)實進行概述，在此基礎上對虛擬現(xiàn)實技術在氣象領域的應用進行分析，主要包括氣象培訓、氣象節(jié)目以及氣象科普與宣傳三個方面。此外，本研究對虛擬現(xiàn)實技術在與氣象領域融合過程中遇到的問題進行闡述與分析，即虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)方面的研發(fā)重視度和生產(chǎn)標準度不夠、虛擬現(xiàn)實與氣象結合過程中缺乏綜合性人才支持以及相關理論的適應性調(diào)整，在問題的解決思路上，本研究認為應當強化虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)在氣象領域應用方面的研發(fā)力度，同時加強融合過程中氣象理論方面的支持。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實;氣象領域;應用;不足與策略

隨著時代的發(fā)展，社會大眾在快速準確獲取氣象預報的需求上，又對氣象領域中的展示等提出了更高的要求，突出體現(xiàn)在三個方面，即氣象教學的仿真視景化、氣象節(jié)目的生動化和綜合性及氣象宣傳與科普方面的交互化。就當前來看，僅憑單一氣象領域中的技術難以滿足大眾的普遍需求，氣象方面學者在不斷的探索過程中，開始將虛擬現(xiàn)實技術引入到氣象領域中，并起到了良好的效果。本論文在對虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域的應用結合現(xiàn)狀闡述的基礎上，對融合與應用過程中存在的問題進行分析，并提出解決策略，為虛擬現(xiàn)實與氣象領域應用過程的優(yōu)化提供參考。

一、虛擬現(xiàn)實概述

虛擬現(xiàn)實技術是21世紀以來迅速發(fā)展的一門新的科學技術，即通過電子信息等技術來實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的結合，創(chuàng)建出具有仿真性的虛擬世界，這種虛擬性空間是在現(xiàn)實世界的基礎上進行生成與創(chuàng)建的，并通過三維模型來表現(xiàn)出來，是對現(xiàn)實世界的一種映射。虛擬現(xiàn)實技術具有沉浸性、交互性、多感知性、自主性等特點，其關鍵技術包括動態(tài)模型創(chuàng)建、三維圖形生成、信息傳輸?shù)?，當前廣泛應用在影視娛樂、教育、航空航天、醫(yī)學等多個領域中，并產(chǎn)生了良好的應用效果，促進上述領域的快速發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術應用在氣象領域中，主要是通過其模型創(chuàng)建、三維圖形生成等，對復雜的氣象環(huán)境進行仿真的創(chuàng)建與展示，從而彌補傳統(tǒng)氣象教學以及氣象展示中枯燥、呆板等的弊端。

二、虛擬現(xiàn)實技術在氣象領域的應用

（一）應用于氣象培訓方面

由于氣象知識具有著極端復雜性，在傳統(tǒng)教育與培訓過程中，難以根據(jù)氣象領域中的現(xiàn)象進行相關模型的創(chuàng)建和仿真環(huán)境的再現(xiàn)，對氣象教學產(chǎn)生了巨大的影響[4]。虛擬現(xiàn)實及時應用以后，對各種氣象現(xiàn)象進行高度仿真還原的模型創(chuàng)建，為氣象教學中實驗設備、實驗場地甚至實驗經(jīng)費的不足提供了解決策略。于此同時，基于虛擬現(xiàn)實技術的氣象模型的創(chuàng)建，也能夠為氣象培訓中的氣象設備教學提供基礎，即引導學員進行有序的設備拆裝等的試驗，由于模型對實物的高度的仿真，能夠讓學員感受到業(yè)務開展過程中的真實效果，從而在仿真環(huán)境和仿真設備支持的基礎上，快速對相關技術與應用進行掌握。

（二）應用于氣象節(jié)目方面

在VR影視等的發(fā)展過程中，氣象節(jié)目的受眾對氣象節(jié)目本身也提出了更高的要求，既需要氣象節(jié)目及時準確的播報，也需要氣象節(jié)目在展示過程中的可視化以及生動化。虛擬現(xiàn)實技術應用在氣象節(jié)目中，一方面可以充分滿足受眾的需求，另一方面也能夠促進自身活力的釋放，促進氣象節(jié)目收視率的提升【3】。此外，由于三維虛擬技術應用在氣象節(jié)目中也能夠提升氣象預報展示的可讀性，因而可以提高受眾對有關氣象知識與標識的掌握，推動受眾從“聽”天氣預報到“看”天氣預報的轉型。如，我國央視曾在《第一印象》的節(jié)目中，運用虛擬現(xiàn)實技術對臺風進行高度的仿真還原，以其強烈的視覺沖擊和現(xiàn)場感贏得了多數(shù)受眾的好評。

（三）應用于氣象科普與宣傳方面

立體化的影視發(fā)展培養(yǎng)了用戶的認知偏好，虛擬現(xiàn)實技術背景下，多數(shù)用戶對相關氣象科普與宣傳也提出了立體化與交互式的要求[1]。尤其是，氣象科普與宣傳的對象，一般都是青少年群體，通過虛擬現(xiàn)實技術的融合，能夠提高青少年群體對氣象領域中的知識與現(xiàn)象進行有效的認知與掌握，如通過三維虛擬現(xiàn)實技術對風、云、雷電等進行視覺和音效的仿真還原，結合信息科學方面交互式的技術，能夠提高青少年群體學習過程中的現(xiàn)場感，并且能夠給青少年群體留下更加深刻的印象，促使其更好地掌握氣象方面的知識，為其以后的發(fā)展提供幫助。此外，通過虛擬現(xiàn)實技術的應用，也能夠對變化多端的氣象情況進行仿真還原，對社會大眾進行災害預警、防災知識宣傳等，促進氣享科普與宣傳能力的提升，從而促進我國應急管理部門應急能力的有效提升。

三、虛擬現(xiàn)實技術應用在氣象領域所面臨的問題

（一）虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)方面

1.產(chǎn)業(yè)研發(fā)重視度不夠

虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域的融合，關鍵需要依靠虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)提供相應的軟件系統(tǒng)研發(fā)支持，能夠在結合氣象發(fā)展需求、社會大眾需求等的基礎上，進行操作系統(tǒng)與展示系統(tǒng)等的研發(fā)。但就我國當前虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的研發(fā)現(xiàn)狀來看，明顯缺乏相應方面系統(tǒng)的研發(fā)力度。以我國在虛擬現(xiàn)實技術領域的芯片為例，當前僅有華為一家企業(yè)進行生產(chǎn)與研發(fā)，難以滿足市場的需求。這不僅表現(xiàn)出了我國在該方面的產(chǎn)業(yè)鏈有待完善，也表現(xiàn)出了對虛擬現(xiàn)實技術的軟件系統(tǒng)研發(fā)力度與能力的不足[2]。

2.設備生產(chǎn)標準缺乏統(tǒng)一

除了軟件設備以外，虛擬現(xiàn)實的硬件設備也直接影響著與氣象領域的融合力度和效果。但是，當前我國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)在硬件的生產(chǎn)上呈現(xiàn)出明顯的缺乏統(tǒng)一性的標準，使各硬件設備之間的通用性能力相對較差。此外，這種情況也直接影響到了我國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入和研發(fā)周期，由于產(chǎn)業(yè)中各企業(yè)主體的缺乏統(tǒng)一性，導致研發(fā)成本提高和研發(fā)周期延長，難以滿足市場快速發(fā)展的需求。

（二）虛擬現(xiàn)實與氣象結合方面

1.缺乏綜合性人才支持

在虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域結合的過程中，突出的問題就是缺乏綜合性人才的支持，這也直接制約著虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域的融合度【2】。很明顯，在虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域的融合過程中，傳統(tǒng)的單一型人才難以滿足融合的進程，只有綜合具備虛擬現(xiàn)實技術以及氣象專業(yè)知識的復合型人才，才能發(fā)揮出更大的作用。當前，就我國的整體情況來看，缺乏綜合性人才支持的問題并不具有普遍性，而是一種不均衡性，即在一些小的氣象部門或者綜合實力相對較弱的高校里，缺乏綜合性人才支持，而在一些大的部門中，往往相關人才較多。這主要與綜合性人才的就業(yè)選擇以及具體單位培養(yǎng)的能力有關。

2.氣象理論缺乏調(diào)整

此外，在虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域融合的過程中，氣象理論方面的知識也要進行適應性的調(diào)整，從而能夠適應技術融合的需求。氣象理論方面的知識不僅具有專業(yè)方面的復雜性，同樣也具有著物理學等方面的復雜性，這也理論在實踐中的表現(xiàn)形式，與虛擬現(xiàn)實技術的融合有所出入，直接影響到兩者融合的進程以及融合過程中作用的發(fā)揮。這尤其體現(xiàn)在，結合過程中，難以良好的表現(xiàn)出相關模型的實時性和流暢度，影響到具體的應用效果。

四、虛擬現(xiàn)實技術應用在氣象領域中問題的解決策略

（一）強化虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的研發(fā)力度

針對當前虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)中存在的問題，應該著重從兩個方面去進行解決策略的探討，即虛擬現(xiàn)實技術的軟件系統(tǒng)開發(fā)和硬件生產(chǎn)兩個方面，只有將軟件開發(fā)與硬件的標準化生產(chǎn)統(tǒng)一起來，才能夠促進虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展，同時促進虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域更好地結合【1】。

首先，虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)要加大以氣象領域應用為核心的系統(tǒng)研發(fā)力度，加大研發(fā)過程中的投資力度，迅速組建自身的研發(fā)團隊，并且發(fā)揮出整體行業(yè)的作用，對虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域結合過程中所存在的問題進行整體協(xié)商，解決科技中存在的難題。同時，國家和政府方面要加大對虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)研發(fā)的支持力度，不僅要在政策上給予保障，同時也要在財政方面給予支持，綜合促進研發(fā)進度的推進。

其次，虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)也要發(fā)揮企業(yè)間協(xié)調(diào)的作用，通過企業(yè)間的聯(lián)合促進研發(fā)周期的縮短，減少研發(fā)的成本投入，并且發(fā)揮出企業(yè)間人才的交流作用，以及學界與業(yè)界人才的交流作用，促進有關硬件的研發(fā)進度。同時，在發(fā)揮企業(yè)間協(xié)調(diào)作用，促進硬件產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)，為氣象領域中的技術應用提供便利。

（二）加強融合中氣象方面的支持

在虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域融合的過程中，也要對氣象領域中的內(nèi)容作出一些適應性的調(diào)整，為兩者融合的進程提供保障【5】。

首先，氣象領域應該注重綜合性人才的引進與培養(yǎng)。一方面，要綜合發(fā)揮自身的招聘機制作用，對擁有虛擬現(xiàn)實技術與氣象專業(yè)能力的綜合性畢業(yè)人和社會人才進行引進，促進虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域融合的進程;另一方面要通過單位的內(nèi)部培訓、邀請?zhí)摂M現(xiàn)實技術和氣象領域的專家學者，對內(nèi)部職工進行專業(yè)化的培訓，從而為兩者的融合進程提供人才保障與支撐。

其次，氣象領域方面要對自身的理論體系做出適應性調(diào)整，針對虛擬現(xiàn)實技術的表現(xiàn)特點，對一些復雜的原理做出量化的處理，對于一些有爭論的理論知識，在綜合考慮的基礎上做出應用與否的決定，充分發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實技術本身的特色。

五、結束語

虛擬現(xiàn)實技術與氣象領域的融合，不僅為氣象領域中各個內(nèi)容的突破與完善提供了基礎支撐，同時也為氣象領域的發(fā)展注入活力，有效提高氣象領域的需求滿足能力。同時，氣象領域在應用虛擬現(xiàn)實技術的過程中，也要不斷對自身的人才隊伍和理論知識等內(nèi)容做出適應性的調(diào)整，以保證在應用與融合過程中的順暢性。

參考文獻

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