氣象直播技術探析
——“移動演播室”直播方式的實踐與探索

林夢雪，王彥琦，余 艷

福建省氣象服務中心，福建福州 350025

關鍵字 氣象直播；多場景節目；圖文包裝；三維虛擬演播

1 氣象直播現狀與不足

直播是電視媒體新聞報道服務的重要形式。在氣象領域，直播作為氣象信息的傳播方式并不是很多見，且氣象直播之前以災害性天氣為主要內容，重在傳播災害性天氣的信息，本質仍是對天氣情況進行播報。隨著氣象服務越來越精細化，氣象直播不再局限于單純氣象信息的播報，自從黨的二十大以來，氣象部門深化供給側結構性改革，面向農業、交通、能源、旅游、海洋等多領域實施了“氣象+”賦能行動，氣象直播的內容從單純的播報氣象信息轉變成集氣象科普、旅游推薦、文化宣傳等多種功能于一體的內容。

在此要求之下，對直播技術的要求也越來越高。直播包含的內容豐富，在前期準備階段，需要利用到視頻剪輯軟件、圖像處理軟件，如本地非編、PR、PS、AE、Final Cut Pro等軟件。這些軟件專業度偏高，并且需要多人在多臺設備上分別操作，受制于直播設備影響、網絡通信、移動存儲等問題，新興的直播方式在運用視頻剪輯軟件、圖像處理軟件進行操作時容易出現難度大、速度慢、效率低等難題[1]。

除了軟件方面的制約方面，傳統的團隊方式，各崗位人員職能割裂，增加了制作時長和溝通成本。不同的功能需求依賴不同的軟件實現，無法使用統一工具經常聚合操作，使視頻制作更加麻煩，甚至還面臨著各獨立工具不適配等問題[2]。

傳統的現場直播方式由攝像機轉播現場信號，再傳輸給電視臺，利用固定導播臺進行信號的接入與切換。這種直播方式需攜帶的設備多、要求高、人員各司其職，雖然能有效保障直播內容質量，但往往一場直播耗費的人力、物資成本大，過程煩瑣，工作效率受限。

隨著技術的不斷發展，有許多主播利用手機直接進行直播，用手機直播雖然避免了攝像機直播的繁雜，但會出現畫面品質過低、視頻畫面內容不夠豐富等問題。

氣象直播需要一定的專業度，從開始的單機位、固定機位、固定景別，演變成多機位、移動機位、移動景別，甚至增加了虛擬演播技術，與VR、AR技術融合，為觀眾提升了視覺上的享受，也運用豐富的直播技術增強了畫面的層次感。探索一種“移動演播室”的直播方式，對其技術應用于氣象直播進行了實踐探索。

2 多場景實時節目傳輸與直播分發技術

場景一般是指影片敘事的基本載體和影片特定的空間環境，場景由鏡頭、景別、機位等不同組合而成。不同的鏡頭、景別、機位排列組合可以產生無數種場景。

網絡直播興起于游戲直播，所以初期游戲、電競直播大部分都是固定機位、固定鏡頭，早期直播中的鏡頭語言較為簡單，沒有進行多方位的切換，重點在于主播和觀眾們的互動，以及游戲、才藝的展示。而隨著直播行業愈發成熟，直播內容也由游戲逐漸拓寬，產生了帶貨直播、政務直播等多種不同類型的直播。隨著時代的發展，直播的受眾范圍變得更加廣泛，網絡紅人們的直播間收看人數甚至超過一些上星衛視。面對審美喜好和年齡層次的不同受眾，直播間的鏡頭語言不再局限于固定機位和鏡頭，對場景的要求也更高，鏡頭語言逐漸豐富起來，向電視節目靠齊，多場景的直播節目也越來越多。

如何將不同場景間的信號串聯成一個信號，再通過一個信號分發給不同平臺呢？

專業的導播臺在電視臺中通常被廣泛運用，利用專業的導播臺，可以將多場景信號連接到一個畫面。但在氣象影視中，如果要運用專業的導播臺，成本太高，對突發性的災害性天氣或氣象行業活動來說過于笨重且昂貴，移動導播臺的出現很好地解決了這個問題。

移動導播臺也被稱為“移動演播室”，由切換臺、內部通話系統、監視器和一體化供電系統組成，用來切換臺監視不同攝像機信號（圖1）。它是以一整套設備連結為一個拍攝和編輯系統，進行現場拍攝和現場編輯的節目生產方式，是一種適用于“野外”作業的電視節目生產方式，“演播室”變成了一個概念，任何有信號的地方都能成為移動的演播室。

圖1 移動導播臺示意圖

移動導播臺基于B/S架構的云端節目導播制作工具，通過多個通道整合畫面鏈接成一個信號，再通過推流地址傳輸至不同的自媒體平臺，從現場采集到現場制播、導播、音控包裝、分發全流程一站式實現現場直播。此外，也可實現內容全媒分發，實現網絡電視臺、新聞客戶端、門戶網站、微博、微信、抖音、優酷等不同平臺的視頻直播發布。

移動直播臺除了可以鏈接不同的信號源，實現移動優先發布，還能通過實時數據分析，為每一場直播提供全方位、立體化的數據報表，使得直播運營更精準，實現直播現場的可視、可控、互動。移動直播臺除了添加移動設備信號，還可以將已經制作好的視頻、圖片、聲音輸入通道，通過不同通道之間的切換，制作一檔不輸于電視節目的直播（圖2）。

圖2 移動直播臺信號分發畫面

多通道輸入信號實現了不同場景之間的調度切換，移動直播臺的轉場方式還能調度。除了硬切，還有7～8種切換方式可以自由選擇。除了多通道輸入，移動直播臺還可以提供畫中畫、云調度、調音臺、包裝制作、轉場特效、主預監及多通道輸入監視、時延播控、切播、多路信號輸出等核心功能。通過云端控制，簡化了視頻線上制作流程，用可視化的后臺操作即可呈現完全豐富的場景。在實際應用中，為網絡直播提供了更豐富的場景實現可能。

3 實時圖文視頻包裝

圖文視頻包裝是指在視頻上疊加圖片、動畫、字幕、人名條、音頻或三維場景等效果，讓視頻從視覺上更加豐富。

通常視頻如果需要加上圖文包裝，可以通過前期準備圖文包裝，在直播時導入文件疊加在直播中。

在前期準備這些素材時，需要用到不同軟件，如AE、AI、PR、PS等，再將做好的素材導入直播的電腦中進行整合。但這樣會出現一些問題，一是不同電腦之間可能硬件軟件配置不同，在將這些素材疊加時可能發生無法識別的問題，導致在直播時無法用上提前準備好的素材；二是當出現突發、臨時情況時，重新制作工作周期長，制作程序步驟復雜，人員團隊分散，功能割裂，無法快速應對突發情況。

實時圖文視頻包裝技術提供了大幅超越傳統字幕的廣播級實時圖形播出效果，融合電視圖形制作和新媒體業務流程所需。通過快速、靈活的出入屏控制，全面滿足用戶新聞、財經、體育、娛樂等各種直錄播節目的在線圖文包裝和大屏互動包裝需求。

在直播場景中，會遇到一些突發情況，如領導上臺致辭、主播介紹產品、突發性新聞等，需要實時圖形播出。通過實時包裝系統，可以直接在導播電腦上操作，直接導入導播臺，進行快速包裝。

圖文實時包裝系統由CG組件、動畫設置、字幕管理組成，將從這3個方面詳細闡述實時圖文系統的運作方式。

3.1 CG組件

CG組件包括圖片、動態圖片、時鐘、定時器、通道和數據源（圖3）。

圖3 CG組件模塊圖

首先，可以在工作區插入圖片、動態圖片等組件，圖片支持PNG、JPG、BMP、GIF、PSD格式，前面4種格式選中圖片之后，圖片會出現在工作區域，再將CG工程鏈接至直播工程，即可出現在直播畫面中。PSD圖片則是分圖層插入，也可以選擇直接合成1張圖片插入CG組件。如果需要按照順序自動播放圖片序列，可以依次將圖片添加進圖片序列，設置循環播放、單次播放等不同播放方式，如果需要在播放之后停頓，也可以設置幀數或時長。

其次，可以插入時鐘和計時器組件。時鐘和計時器是氣象職業技能競賽直播經常用到的CG插件，雖然現場有時鐘和計時器，但通過攝像機轉播之后觀眾難以看清，插入了時鐘和計時器軟件，有助于觀眾查看選手發言時間或倒計時。

最后，工作區可以插入通道和數據源，通道是指直播通道，通過插入不同的通道在同一個畫面可以組成有背景的畫中畫、直播連線等界面，使得視頻內容看上去更加豐富、簡潔。數據源是指其他程序、軟件的數據可以實時同步上直播界面，工作區支持RSS數據、空白頁數據、新浪微博數據、天氣數據、微直播數據等，可以將實時數據反映在直播界面上，起到和觀眾溝通互動的良好作用。

3.2 動畫設置和字幕管理

實時圖文系統以設置文字、圖片、圖片序列、動態圖片、時鐘、定時器和通道等添加多個動畫，最多可添加動畫30個，可設置動畫效果、運動時長、延時時間和重復次數。

字幕是指在直播時出現的包括人名條、滾屏、介紹信息等文字類內容。字幕可以通過CG組件插入，也可以通過字幕頁進行批量編輯。實時圖文包裝系統含有不同類型的字幕模板，如社會新聞類、通用新聞類、體育賽事類、知識競賽類等，不同的氣象直播活動可以利用不同的模板進行編輯。此外，還可以導入自主設計的PS產品保存成模板進行字幕編輯。

需要注意的是，在使用圖文實時包裝系統建立工作區時，分辨率需要和直播工程的分辨率保持一致，否則當CG組件或字幕鏈接上直播工程時會存在尺寸不合的情況。打開CG編輯器軟件，點擊連接按鈕，在線設備下拉框自動搜索同一局域網內開啟的錄 播系統的設備IP和用戶名。根據登錄的用戶名，選擇對應服務器IP，填入端口和連接密碼，點擊連接，即可完成CG編輯器和采編錄播一體化系統連接。CG和studio在CG程序未關閉的情況下斷開連接，若有CG已發布，則重新建立連接后，可恢復CG對已發布CG的控制。

4 三維虛擬演播的運用

傳統實景演播室中，每一個場景都需要占用1個區域搭建實際景物，不僅會占用有限空間，且降低了演播室的使用效率。虛擬演播廳是指通過計算機圖形學和動畫渲染技術建成的虛擬環境。虛擬演播室的場景由計算機通過一系列計算渲染得到，可以在同一演播區域“搭建”多個場景，制作多檔節目，節省空間，可大幅提高演播室的使用效率和靈活性。當前的虛擬技術在傳統色鍵摳像填充技術的基礎上，結合了攝像機跟蹤技術，使得虛擬場景可隨攝像機的運動與實景保持一致的空間位置關系。

虛擬演播在氣象直播中如何運用呢？首先，可以在演播廳模擬出災害性天氣，比如洪水、大風、暴雨等，增加氣象直播的可視性；其次，虛擬演播廳可以疊加圖片、視頻等，避免一成不變的刻板演播廳氛圍，增強氣象直播的趣味性；最后，虛擬演播廳還可以實時變換背景，在制作不同類型的節目時，通過高效的方式更換背景，提高氣象直播效率。

過去，利用虛擬演播廳更換背景通常都是主持人先在藍箱或綠幕前先錄制好，再利用AE等軟件進行后期制作。移動直播室則可以直接在通道中嵌入CG畫面，與在真實的演播廳里制作節目毫無差異。通過虛擬演播廳，可以快速地改變演播室的背景板和環境，以適應直播的快節奏。

但是虛擬演播廳的運用現在仍不夠成熟，如果在攝像機和燈光、機位等硬件設施不夠完善的情況下貿然使用虛擬演播廳，會讓觀眾有種虛假感。針對經常需要出外景的氣象直播類節目而言，作用不大，更適合在演播廳直播時使用。針對虛擬演播廳還需要持續探索，開發出適合氣象直播的運行方式，從而真正應用于氣象直播節目。

5 結束語

多場景實時節目傳輸與直播分發、實時圖文視頻包裝、三維虛擬演播技術是對傳統復雜直播形式的優化與進步，又是新興直播技術的補充與改進，在降低直播成本的同時，提高了氣象直播的效率與質量。

利用“移動直播室”這項技術，福建省氣象服務中心在2022年完成了5場直播，取得了5場直播共300多萬的瀏覽量。豐富的視覺畫面、流暢的觀看體驗讓觀眾在直播間流連忘返，實打實地將流量轉變為氣象服務，延長農產品的產業鏈，推廣旅游宣傳。

通過系列氣象助力鄉村振興全媒體直播服務，提高了公眾對氣象旅游品牌的認識，推廣了當地的特色文旅業態，對提升本地游客量有所幫助，并且推廣了特色農產品。

通過“移動直播室”，更好地傳達直播內容，同時將直播的融媒體業務深度融合氣象服務省局重大項目，聯合旅游業、農業等不同行業結合打造“組合拳”，提升、宣傳、推廣氣象品牌。

在新時代，氣象影視需要不斷地創新和摸索，直播作為一種傳播渠道占據著重要的地位。探索氣象直播技術發展、強化氣象品牌意識，對氣象服務助力鄉村振興、拓寬氣象科普服務途徑具有重要作用。