虚拟现实技术在气象领域中的应用

吴永慧

摘要：对于气象领域的发展来说，虚拟现实技术的应用与融合能够为现实问题的解决提供支持，尤其体现在传统气象模式的更新上。本研究首先对虚拟现实进行概述，在此基础上对虚拟现实技术在气象领域的应用进行分析，主要包括气象培训、气象节目以及气象科普与宣传三个方面。此外，本研究对虚拟现实技术在与气象领域融合过程中遇到的问题进行阐述与分析，即虚拟现实产业方面的研发重视度和生产标准度不够、虚拟现实与气象结合过程中缺乏综合性人才支持以及相关理论的适应性调整，在问题的解决思路上，本研究认为应当强化虚拟现实产业在气象领域应用方面的研发力度，同时加强融合过程中气象理论方面的支持。

关键词：虚拟现实;气象领域;应用;不足与策略

随着时代的发展，社会大众在快速准确获取气象预报的需求上，又对气象领域中的展示等提出了更高的要求，突出体现在三个方面，即气象教学的仿真视景化、气象节目的生动化和综合性及气象宣传与科普方面的交互化。就当前来看，仅凭单一气象领域中的技术难以满足大众的普遍需求，气象方面学者在不断的探索过程中，开始将虚拟现实技术引入到气象领域中，并起到了良好的效果。本论文在对虚拟现实技术与气象领域的应用结合现状阐述的基础上，对融合与应用过程中存在的问题进行分析，并提出解决策略，为虚拟现实与气象领域应用过程的优化提供参考。

一、虚拟现实概述

虚拟现实技术是21世纪以来迅速发展的一门新的科学技术，即通过电子信息等技术来实现虚拟与现实的结合，创建出具有仿真性的虚拟世界，这种虚拟性空间是在现实世界的基础上进行生成与创建的，并通过三维模型来表现出来，是对现实世界的一种映射。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、多感知性、自主性等特点，其关键技术包括动态模型创建、三维图形生成、信息传输等，当前广泛应用在影视娱乐、教育、航空航天、医学等多个领域中，并产生了良好的应用效果，促进上述领域的快速发展。虚拟现实技术应用在气象领域中，主要是通过其模型创建、三维图形生成等，对复杂的气象环境进行仿真的创建与展示，从而弥补传统气象教学以及气象展示中枯燥、呆板等的弊端。

二、虚拟现实技术在气象领域的应用

（一）应用于气象培训方面

由于气象知识具有着极端复杂性，在传统教育与培训过程中，难以根据气象领域中的现象进行相关模型的创建和仿真环境的再现，对气象教学产生了巨大的影响[4]。虚拟现实及时应用以后，对各种气象现象进行高度仿真还原的模型创建，为气象教学中实验设备、实验场地甚至实验经费的不足提供了解决策略。于此同时，基于虚拟现实技术的气象模型的创建，也能够为气象培训中的气象设备教学提供基础，即引导学员进行有序的设备拆装等的试验，由于模型对实物的高度的仿真，能够让学员感受到业务开展过程中的真实效果，从而在仿真环境和仿真设备支持的基础上，快速对相关技术与应用进行掌握。

（二）应用于气象节目方面

在VR影视等的发展过程中，气象节目的受众对气象节目本身也提出了更高的要求，既需要气象节目及时准确的播报，也需要气象节目在展示过程中的可视化以及生动化。虚拟现实技术应用在气象节目中，一方面可以充分满足受众的需求，另一方面也能够促进自身活力的释放，促进气象节目收视率的提升【3】。此外，由于三维虚拟技术应用在气象节目中也能够提升气象预报展示的可读性，因而可以提高受众对有关气象知识与标识的掌握，推动受众从“听”天气预报到“看”天气预报的转型。如，我国央视曾在《第一印象》的节目中，运用虚拟现实技术对台风进行高度的仿真还原，以其强烈的视觉冲击和现场感赢得了多数受众的好评。

（三）应用于气象科普与宣传方面

立体化的影视发展培养了用户的认知偏好，虚拟现实技术背景下，多数用户对相关气象科普与宣传也提出了立体化与交互式的要求[1]。尤其是，气象科普与宣传的对象，一般都是青少年群体，通过虚拟现实技术的融合，能够提高青少年群体对气象领域中的知识与现象进行有效的认知与掌握，如通过三维虚拟现实技术对风、云、雷电等进行视觉和音效的仿真还原，结合信息科學方面交互式的技术，能够提高青少年群体学习过程中的现场感，并且能够给青少年群体留下更加深刻的印象，促使其更好地掌握气象方面的知识，为其以后的发展提供帮助。此外，通过虚拟现实技术的应用，也能够对变化多端的气象情况进行仿真还原，对社会大众进行灾害预警、防灾知识宣传等，促进气享科普与宣传能力的提升，从而促进我国应急管理部门应急能力的有效提升。

三、虚拟现实技术应用在气象领域所面临的问题

（一）虚拟现实产业方面

1.产业研发重视度不够

虚拟现实技术与气象领域的融合，关键需要依靠虚拟现实产业提供相应的软件系统研发支持，能够在结合气象发展需求、社会大众需求等的基础上，进行操作系统与展示系统等的研发。但就我国当前虚拟现实产业的研发现状来看，明显缺乏相应方面系统的研发力度。以我国在虚拟现实技术领域的芯片为例，当前仅有华为一家企业进行生产与研发，难以满足市场的需求。这不仅表现出了我国在该方面的产业链有待完善，也表现出了对虚拟现实技术的软件系统研发力度与能力的不足[2]。

2.设备生产标准缺乏统一

除了软件设备以外，虚拟现实的硬件设备也直接影响着与气象领域的融合力度和效果。但是，当前我国虚拟现实产业在硬件的生产上呈现出明显的缺乏统一性的标准，使各硬件设备之间的通用性能力相对较差。此外，这种情况也直接影响到了我国虚拟现实产业的研发投入和研发周期，由于产业中各企业主体的缺乏统一性，导致研发成本提高和研发周期延长，难以满足市场快速发展的需求。

（二）虚拟现实与气象结合方面

1.缺乏综合性人才支持

在虚拟现实技术与气象领域结合的过程中，突出的问题就是缺乏综合性人才的支持，这也直接制约着虚拟现实技术与气象领域的融合度【2】。很明显，在虚拟现实技术与气象领域的融合过程中，传统的单一型人才难以满足融合的进程，只有综合具备虚拟现实技术以及气象专业知识的复合型人才，才能发挥出更大的作用。当前，就我国的整体情况来看，缺乏综合性人才支持的问题并不具有普遍性，而是一种不均衡性，即在一些小的气象部门或者综合实力相对较弱的高校里，缺乏综合性人才支持，而在一些大的部门中，往往相关人才较多。这主要与综合性人才的就业选择以及具体单位培养的能力有关。

2.气象理论缺乏调整

此外，在虚拟现实技术与气象领域融合的过程中，气象理论方面的知识也要进行适应性的调整，从而能够适应技术融合的需求。气象理论方面的知识不仅具有专业方面的复杂性，同样也具有着物理学等方面的复杂性，这也理论在实践中的表现形式，与虚拟现实技术的融合有所出入，直接影响到两者融合的进程以及融合过程中作用的发挥。这尤其体现在，结合过程中，难以良好的表现出相关模型的实时性和流畅度，影响到具体的应用效果。

四、虚拟现实技术应用在气象领域中问题的解决策略

（一）强化虚拟现实产业的研发力度

针对当前虚拟现实产业中存在的问题，应该着重从两个方面去进行解决策略的探讨，即虚拟现实技术的软件系统开发和硬件生产两个方面，只有将软件开发与硬件的标准化生产统一起来，才能够促进虚拟现实产业更好地发展，同时促进虚拟现实技术与气象领域更好地结合【1】。

首先，虚拟现实产业要加大以气象领域应用为核心的系统研发力度，加大研发过程中的投资力度，迅速組建自身的研发团队，并且发挥出整体行业的作用，对虚拟现实技术与气象领域结合过程中所存在的问题进行整体协商，解决科技中存在的难题。同时，国家和政府方面要加大对虚拟现实产业研发的支持力度，不仅要在政策上给予保障，同时也要在财政方面给予支持，综合促进研发进度的推进。

其次，虚拟现实产业也要发挥企业间协调的作用，通过企业间的联合促进研发周期的缩短，减少研发的成本投入，并且发挥出企业间人才的交流作用，以及学界与业界人才的交流作用，促进有关硬件的研发进度。同时，在发挥企业间协调作用，促进硬件产品的标准化生产，为气象领域中的技术应用提供便利。

（二）加强融合中气象方面的支持

在虚拟现实技术与气象领域融合的过程中，也要对气象领域中的内容作出一些适应性的调整，为两者融合的进程提供保障【5】。

首先，气象领域应该注重综合性人才的引进与培养。一方面，要综合发挥自身的招聘机制作用，对拥有虚拟现实技术与气象专业能力的综合性毕业人和社会人才进行引进，促进虚拟现实技术与气象领域融合的进程;另一方面要通过单位的内部培训、邀请虚拟现实技术和气象领域的专家学者，对内部职工进行专业化的培训，从而为两者的融合进程提供人才保障与支撑。

其次，气象领域方面要对自身的理论体系做出适应性调整，针对虚拟现实技术的表现特点，对一些复杂的原理做出量化的处理，对于一些有争论的理论知识，在综合考虑的基础上做出应用与否的决定，充分发挥出虚拟现实技术本身的特色。

五、结束语

虚拟现实技术与气象领域的融合，不仅为气象领域中各个内容的突破与完善提供了基础支撑，同时也为气象领域的发展注入活力，有效提高气象领域的需求满足能力。同时，气象领域在应用虚拟现实技术的过程中，也要不断对自身的人才队伍和理论知识等内容做出适应性的调整，以保证在应用与融合过程中的顺畅性。

参考文献

[1]徐智慧，罗阳.虚拟技术在气象中的应用思考[J].农村经济与科技，2019，303（14）：8+10.

[2]沈晔，徐志刚，李永才.虚拟现实技术在气象领域的应用[J].气象科技，2019，47（03）：531-538.

[3]崔佳.当“虚拟”照进“现实”——增强现实（AR）技术在气象节目中的应用[J].影视制作，2018，24（09）：61-65.

[4]盖胜芬，李文星，邹宇野.虚拟现实技术在教育培训中的应用——以虚拟自动气象观测站培训系统开发为例[J].继续教育，2018，32（04）：42-43.

[5]张媛.气象影视节目虚拟现实技术的应用现状及趋势研究[J].气象科技进展，2016，6（06）：59-61.