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虛擬現實技術在氣象領域中的應用

來源:核心期刊咨詢網位置:電子信息論文時間:2020-04-25 11:2512

  摘要:對于氣象領域的發展來說,虛擬現實技術的應用與融合能夠為現實問題的解決提供支持,尤其體現在傳統氣象模式的更新上。本研究首先對虛擬現實進行概述,在此基礎上對虛擬現實技術在氣象領域的應用進行分析,主要包括氣象培訓、氣象節目以及氣象科普與宣傳三個方面。此外,本研究對虛擬現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,即虛擬現實產業方面的研發重視度和生產標準度不夠、虛擬現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整,在問題的解決思路上,本研究認為應當強化虛擬現實產業在氣象領域應用方面的研發力度,同時加強融合過程中氣象理論方面的支持。

  關鍵詞:虛擬現實;氣象領域;應用;不足與策略
 

北京科技大學學報

  隨著時代的發展,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,突出體現在三個方面,即氣象教學的仿真視景化、氣象節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。本論文在對虛擬現實技術與氣象領域的應用結合現狀闡述的基礎上,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,為虛擬現實與氣象領域應用過程的優化提供參考。

  一、虛擬現實概述

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

  二、虛擬現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,在傳統教育與培訓過程中,難以根據氣象領域中的現象進行相關模型的創建和仿真環境的再現,對氣象教學產生了巨大的影響[4]。虛擬現實及時應用以后,對各種氣象現象進行高度仿真還原的模型創建,為氣象教學中實驗設備、實驗場地甚至實驗經費的不足提供了解決策略。于此同時,基于虛擬現實技術的氣象模型的創建,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務開展過程中的真實效果,從而在仿真環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)應用于氣象節目方面

  在VR影視等的發展過程中,氣象節目的受眾對氣象節目本身也提出了更高的要求,既需要氣象節目及時準確的播報,也需要氣象節目在展示過程中的可視化以及生動化。虛擬現實技術應用在氣象節目中,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,促進氣象節目收視率的提升【3】。此外,由于三維虛擬技術應用在氣象節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》的節目中,運用虛擬現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場感贏得了多數受眾的好評。

  (三)應用于氣象科普與宣傳方面

  立體化的影視發展培養了用戶的認知偏好,虛擬現實技術背景下,多數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象進行有效的認知與掌握,如通過三維虛擬現實技術對風、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,為其以后的發展提供幫助。此外,通過虛擬現實技術的應用,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、虛擬現實技術應用在氣象領域所面臨的問題

  (一)虛擬現實產業方面

  1.產業研發重視度不夠

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

  2.設備生產標準缺乏統一

  除了軟件設備以外,虛擬現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,當前我國虛擬現實產業在硬件的生產上呈現出明顯的缺乏統一性的標準,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實產業的研發投入和研發周期,由于產業中各企業主體的缺乏統一性,導致研發成本提高和研發周期延長,難以滿足市場快速發展的需求。

  (二)虛擬現實與氣象結合方面

  1.缺乏綜合性人才支持

  在虛擬現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實技術與氣象領域的融合度【2】。很明顯,在虛擬現實技術與氣象領域的融合過程中,傳統的單一型人才難以滿足融合的進程,只有綜合具備虛擬現實技術以及氣象專業知識的復合型人才,才能發揮出更大的作用。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選擇以及具體單位培養的能力有關。

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