王永鋒

摘 要：精品課程建設(shè)是氣象教育培訓(xùn)能力建設(shè)的一項重要教學(xué)改革工程。虛擬演播技術(shù)豐富了精品課程教學(xué)資源的制作手段，推動了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開發(fā)與傳播。該文就虛擬演播室技術(shù)在氣象精品課程中的應(yīng)用做了詳細的闡釋，這對進一步完善精品課程的建設(shè)有重要意義。

關(guān)鍵詞：精品課程 虛擬演播室 技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0228-02

以加強氣象培訓(xùn)核心能力建設(shè)為重點，以提升氣象教育培訓(xùn)的質(zhì)量和效益為核心，是氣象教育培訓(xùn)的指導(dǎo)思想。大力開展教材建設(shè)，著力開發(fā)一批特色鮮明、針對性和實用性強的精品培訓(xùn)課程是氣象教育培訓(xùn)能力建設(shè)的一項重要教學(xué)改革工程。故此，如何充分發(fā)揮虛擬演播室技術(shù)輔助教學(xué)在培訓(xùn)教學(xué)中的作用，使精品課程“精益求精”，提高培訓(xùn)效益，正受到氣象教育培訓(xùn)技術(shù)工作者的關(guān)注。

1 虛擬演播室技術(shù)在氣象精品課程制作中的流程

1.1 虛擬演播室（Virtual Studio）技術(shù)

虛擬演播室技術(shù)是在傳統(tǒng)的色鍵扣像技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種電視節(jié)目制作技術(shù)，它可以將計算機制作的三維虛擬場景與現(xiàn)場真實攝像機拍攝的人物活動圖像進行數(shù)字化實時合成，使人物動作與虛擬背景同步變化，實現(xiàn)前景與背景的完美結(jié)合[1]。攝像機拍攝的現(xiàn)場已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的物理空間，被拍攝對象的活動空間可以置換成任何需要的背景，即使面積很小的演播室，也可以制作出大背景、大空間的效果。它的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)布景、道具、燈光、場地等空間環(huán)境、空間距離和事實物體的約束，為制作人員提供了無限自由的創(chuàng)造空間，以各種新穎、奇特的創(chuàng)意豐富了教學(xué)內(nèi)容。虛擬演播室技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，從根本上改善了傳統(tǒng)演播室錄制課程的局限性，解決了傳統(tǒng)演播室造價昂貴、錄制的課程缺乏真實感、教學(xué)模式枯燥乏味等問題。

1.2 較之傳統(tǒng)精品課程不同的制作流程

傳統(tǒng)的精品課程的教學(xué)錄像絕大多數(shù)都是在普通多媒體教室攝制完成，課內(nèi)教學(xué)多媒體輔助工具多為幻燈片課件（PPT格式），教師在講解知識的同時通過展示幻燈片對授課內(nèi)容進行補充和完善。故此，傳統(tǒng)精品課程的制作基本上以主講教師的鏡頭和對應(yīng)的幻燈片課件的相互切換來完成。但這種方法錄制的視頻，形式比較單一，主要以教師頭像為主，環(huán)境多為課堂，學(xué)生在觀看時會感受與置身教室聽講無異。而且，在普通課室錄制，受燈光、音響、環(huán)境的限制，也很難獲取高質(zhì)量視頻畫面和清晰無噪的音響效果，達不到精品課程對視、音頻高質(zhì)量的制作要求。

基于虛擬演播室技術(shù)下的精品課程相對比傳統(tǒng)精品課程在拍攝與制作流程上有了很大改觀。其基本流程是，授課教師擬出課程制作方案；設(shè)計人員根據(jù)方案畫出分鏡頭寫出實操腳本；模型師在電腦中創(chuàng)建模型及貼圖；虛擬演播室操作者與教師合作進行課程錄制、后期制作及視頻輸出[2]。主講教師的授課地點不再是普通的教室，而是虛擬演播室的藍箱內(nèi)。授課老師在藍箱內(nèi)完成授課計劃，其余后續(xù)制作大多由技術(shù)人員完成。我們把攝像機拍攝到的主講教師、教具等物體稱為前景圖像，把電腦軟件制作的圖片、三維模型作為為虛擬場景。虛擬演播室系統(tǒng)把前景圖像與虛擬場景恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合在一起，使視頻圖像與虛擬背景同步變化。虛擬場景的設(shè)計幾乎不再受限制，只要符合課程要求，像場景的大小、布局、材料、道具、動畫等均可根據(jù)課程內(nèi)容，創(chuàng)作人員任意想象、自由發(fā)揮，使得視頻與虛擬背景更能真實和貼切地反映課程內(nèi)容。

可以說，運用虛擬演播室技術(shù)制作精品課程是一個再創(chuàng)作的過程，它不光涉及到優(yōu)秀的教師充分展示教學(xué)風(fēng)采和人格魅力，還需要專業(yè)的攝像技術(shù)與優(yōu)秀的后期制作通力合作，也就是說它不再是一兩個人就能充分使用好的系統(tǒng)，它需要導(dǎo)演、創(chuàng)意者、美術(shù)設(shè)計、三維建模者、演員及虛擬系統(tǒng)的操作者等人員的通力配合，才能制作出內(nèi)容精湛、形式精美的課程視頻。尤其是虛擬3D背景的制作，要達到亂真效果，更需要手法熟練、審美較高的電視制作技術(shù)人員。

2 虛擬演播室在氣象精品課程制作中的應(yīng)用

虛擬演播室技術(shù)在氣象精品課程中的運用大大增強了精品課程的視覺傳播效果，它在教學(xué)方面主要被用于以下幾個方面。

2.1 虛擬場景制作、節(jié)約制作成本

虛擬演播室系統(tǒng)中，計算機產(chǎn)生的二維或三維場景幾乎不受限制，只要能夠按照課程的要求進行，創(chuàng)作人員可以自由發(fā)揮， 隨意想象，制作出與課程內(nèi)容及主題相適應(yīng)的場景。比如場景內(nèi)的布局擺設(shè)、道具的選擇、材料的應(yīng)用等都可以隨意設(shè)置。同時也不受空間以及時間距離的控制，嘉賓和講師可以身處任何地方、任何國家，都能夠?qū)⒉煌嚯x的人同時聚集在一個場景中，只要能夠發(fā)揮想象，便可以制作出獨一無二的、富有創(chuàng)作氣息的演播室。即節(jié)省了時間成本和布景、制作道具等的人力、物力成本，而且豐富了節(jié)目內(nèi)容，增加了節(jié)目的藝術(shù)氣息和創(chuàng)造性。

2.2 虛擬環(huán)境合成，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

運用虛擬演播室技術(shù)創(chuàng)設(shè)與教學(xué)情境相協(xié)調(diào)的環(huán)境，依靠生動豐富的虛擬場景烘托教學(xué)氣氛，增強教學(xué)效果。氣象知識淺顯但內(nèi)容抽象，它的內(nèi)容廣泛而復(fù)雜、時空跨度大。特別是《氣象學(xué)與氣候?qū)W》，它研究的對象是氣象、天氣、氣候，教材主要介紹大氣物理屬性、大氣運動、天氣系統(tǒng)、氣候形成與劃分、氣候變化及人類活動影響等方面的基礎(chǔ)理論知識。大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程中，普遍感到比較難學(xué)。如果教師在講課過程中可以真實再現(xiàn)雷電、冰雹、臺風(fēng)和霧霾等極端災(zāi)害性天氣情景，讓學(xué)生“零距離”感受天氣的奧秘，有助于激發(fā)學(xué)生的求知欲，創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境方面的作用是不可估量的，會收到一定的效果。

2.3 創(chuàng)設(shè)實驗環(huán)境，再現(xiàn)實訓(xùn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量

對于一些演示試驗或者動作、技能類的教學(xué)課程，可以不受真實條件的約束，而是通過虛擬演播室的融合以直觀的形式展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者的面前，這樣不僅可以加強學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，還可以方便學(xué)習(xí)者觀察、模仿，達到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。endprint

氣象自動觀測站因為其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測技術(shù)先進，從而為操作、維護和故障修理人員快速準(zhǔn)確掌握其操作方法、維護和修理規(guī)范帶來的一定的難度。常規(guī)自動化觀測站設(shè)備的培訓(xùn)，內(nèi)部構(gòu)造講解是難點也是重點，往往以實際設(shè)備為基礎(chǔ)展開，在培訓(xùn)過程中，這種方法很容易造成設(shè)備的損傷，甚至造成不必要的人員傷亡，帶來巨大的經(jīng)濟損失。而通過構(gòu)建三維虛擬模型，教師可以把自身置于儀器設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造中進行講解，通過這種獨特的視覺表現(xiàn)力，使學(xué)生對設(shè)備的工作原理、運轉(zhuǎn)流程、表現(xiàn)方式等教學(xué)難點一目了然。擺脫真實氣象站培訓(xùn)的物理空間限制，使受訓(xùn)者不再受困于無法現(xiàn)場演示、現(xiàn)場培訓(xùn)復(fù)雜等問題。

而且對需要實驗操作的觀測儀器，事先可以在實驗室錄制好。剪輯過程中，跟隨教師口授的步驟，將準(zhǔn)確細致的實驗畫面穿插演示，很好地實現(xiàn)教師連貫講授與多角度多環(huán)節(jié)實驗過程之間的無縫鏈接。對一些關(guān)鍵的實驗步驟，教學(xué)難題，在視頻拍攝中，可以用特寫鏡頭加以放大，在后期剪輯中，也可以對該段內(nèi)容進行多次重現(xiàn)，這樣可以大大減少教師的試驗次數(shù)，縮短重復(fù)工作時間，增加對學(xué)生的指導(dǎo)時間，極大地方便實訓(xùn)教學(xué)的開展和學(xué)生技能水平的提升。

2.4 虛擬人物出席，創(chuàng)設(shè)遠程互動教學(xué)模式

虛擬演播室可以提供人物虛擬出席的場景等，虛擬演播室制作方式不僅適合重現(xiàn)演播室內(nèi)人物之間的交流，還可通過虛擬出席的方式將演播室外的人“請”進演播室，與演播室內(nèi)的人物進行交流[3]。這種技術(shù)可以將異地傳送來的視頻實況無縫地合成至本地演播室，將異地的教師（學(xué)生）與本地的學(xué)生（教師）不需要視頻窗口就能夠?qū)崟r地結(jié)合在一個虛擬教學(xué)場景中，進行學(xué)習(xí)與交流，將遠程學(xué)習(xí)變?yōu)楸镜貙W(xué)習(xí)，實現(xiàn)了實時的交互學(xué)習(xí)。

由于虛擬演播室的電子背景是由計算機產(chǎn)生的，如果把位置信息和視頻數(shù)據(jù)放在一起傳輸，通過設(shè)定圖像的反饋區(qū)域就可以實現(xiàn)遠程教育的交互，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使遠教學(xué)生能夠在自然、親切的氣氛中進行學(xué)習(xí)，以達到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和理解記憶的目的。比如，在學(xué)習(xí)雷達、觀測設(shè)備維修等一些操作技術(shù)很強的知識時，由于實際情境的復(fù)雜性，書本學(xué)習(xí)的技術(shù)理論多數(shù)情況不能解決實際問題，要求學(xué)習(xí)者必須跟隨教師進行實踐操作?？墒?，對于某些學(xué)習(xí)者來說，由于這樣那樣原因，不便于實地學(xué)習(xí)，利用虛擬演播室可以使身處異地的教師和學(xué)習(xí)者共處一個教學(xué)環(huán)境，這樣就可以“手把手”地傳授相關(guān)知識技能和操作技能，學(xué)習(xí)者也可以隨時提出問題請教師指導(dǎo)，這樣不僅節(jié)省時間和費用，還得到了應(yīng)有的學(xué)習(xí)效果。

2.5 字幕信息加工，豐富課程可視性

虛擬演播室系統(tǒng)可以對字幕信息進行加工，使字幕信息以更直觀、更富可視性和包裝性的方式呈現(xiàn)出來，更好地發(fā)揮字幕在教學(xué)節(jié)目中的作用。此外，系統(tǒng)可用多種方式靈活地顯示數(shù)據(jù)、圖形、圖表等信息， 將抽象數(shù)據(jù)以可視化的方式呈現(xiàn)出來，是課程信息傳播的有效輔助手段。

2.6 多場景運用，豐富內(nèi)容表現(xiàn)形式

對不同場景中拍攝的素材，運用多場景的內(nèi)容表現(xiàn)形式，通過虛擬大屏幕特技，引進虛擬演播室，增強可視性。比如在防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)急管理教學(xué)培訓(xùn)、重大氣象災(zāi)害管理課程培訓(xùn)等中，可以把不同場景拍攝的自然災(zāi)害素材，根據(jù)教學(xué)需求創(chuàng)建不同的“現(xiàn)場”，大屏幕特技、數(shù)字轉(zhuǎn)場特技等可使節(jié)目自然地實現(xiàn)各個“現(xiàn)場”之間的轉(zhuǎn)換。不同的場景可有效保持學(xué)生的注意力，增強節(jié)目傳播內(nèi)容的真實性，增強節(jié)目的傳播效果。

3 結(jié)語

隨著計算機及多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬演播室技術(shù)也日臻成熟，利用虛擬演播技術(shù)突破氣象培訓(xùn)教學(xué)中的難點、突出教學(xué)重點，啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的分析判斷能力、抽象概括能力，幫助學(xué)生建立起氣象學(xué)的立體空間感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠發(fā)揮其重要的輔助作用，這無疑為氣象教學(xué)注進了新的活力。精品課程代表著優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，體現(xiàn)著氣象培訓(xùn)的教育理念與教育特色。利用虛擬演播室技術(shù)，制作出優(yōu)良的課程畫面，這對提高氣象培訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，有著現(xiàn)實而深遠的意義。

參考文獻

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