中國氣象報記者 李一鵬 通訊員 吳蓓蓓 張翠英
不管你是否有所了解，「虛擬實境」正在對社會各行各業、對人們的生活和思維方式產生顛覆性改變。
想像一下，你可以躺在家裡攀登高山、潛入深海，甚至回到過去、走進未來；可以在電影中與阿甘一起走遍大江南北；可以在家看一場VIP體驗的NBA直播或明星現場演唱會；也可以看到開發商正在銷售的豪華樓盤實景……隨著虛擬實境（VR）技術的成熟，這些過去難以想像的美妙體驗正逐漸成為現實，甚至有些已經實現。「今年是VR爆發元年」已被業界廣為認同。
那麼，氣象如何與VR擦出花火，探路全新服務方式，創造出更受歡迎、效果更好的服務產品呢？
「幾乎能模擬一切」的虛擬實境技術
如何理解虛擬實境技術？公眾當下所了解最多的應該就是體驗者戴上一個全封閉的頭戴式顯示器（即一個配有不透明眼鏡的頭盔），以主角的身份感知電腦模擬產生的虛擬空間內的事物。這套設備還會配上耳機、運動傳感器或其他設備，提供視覺、聽覺、觸覺等方面的感官體驗，讓體驗者產生身臨其境的感覺。當下VR技術應用最多的就是在遊戲產業和視頻行業，身臨其境的體驗讓使用者直呼感覺像「醒著做夢」。
如果說頭盔顯示器是VR的前端，支撐其運行的則是一系列技術的綜合成果。中視典數字科技有限公司的工程師李儒茂介紹，支撐VR技術的主要包括動態環境建模技術、立體顯示和傳感器技術、系統開發工具應用技術、實時三維圖形生成技術和系統集成技術等。
「比如動態建模，就是獲取實際環境的三維數據，並根據應用的需要建立相應的虛擬環境模型，而體驗者感受到的真實感和沉浸感，則依賴於立體顯示和傳感器技術來實現。」 李儒茂說。
高盛集團最近發布的研究報告預測，VR和增強現實（AR）市場未來可以達到850億美元。除了電子遊戲領域外，VR和AR技術還會大量應用於醫療保健、房地產、零售、教育、工程、在線直播、軍事和視頻娛樂這八大領域。
拿醫療來說，山東大學齊魯醫院醫生劉宛靈告訴記者，虛擬實境可以將腦部斷層掃描的平面圖像變為腦部立體空間，還可以讓醫生走入虛擬人體，熟悉每一條血管、神經，觀察大腦活躍區域，這將有助於提升手術成功率。
再如在房地產領域，有公司開發出專門用於看房的VR軟體，中介人員把全景相機帶進房內拍照，公司負責3D建模，潛在買家只要坐在自己家裡戴上VR設備就能虛擬看房了。
VR與氣象有「共振點」嗎？
實際上，氣象部門很早就藉助VR的技術原理進行氣象科普和氣象節目的製作了。
在央視《新聞聯播》之後播出的天氣預報節目是公眾最熟知的節目之一。在很多人的印象中，天氣預報節目就是主持人對著一張中國地圖告知公眾未來全國天氣怎樣。實際上，從2008年開始，氣象部門便藉助VR的技術原理給節目增加了更豐富的數據信息和科普內容。
「比如有霧-霾天氣時，公眾除了能看到主持人預報未來霧-霾天氣的形勢外，還能看到在主持人面前展示的關於逆溫層的模型。主持人會藉助模型向公眾科普逆溫層對霧-霾天氣的形成到底有何作用，這樣的科普效果比硬生生地講解會好很多。」中國氣象局公共氣象服務中心製作與播出部高級工程師龐君如說，「實現這種展示效果的技術手段我們稱為『虛擬演播室』，它的原理與頭盔顯示器相同，只不過戴頭盔時展示的內容會直接呈現在視網膜上，而虛擬演播室則是將原本呈現在視網膜上的內容搬到電視屏幕上。」
作為VR的子集，虛擬演播室可以理解為將實景（主持人）與虛擬場景結合。在節目製作過程中，將虛擬的內容導入，通過渲染機渲染，最後將虛擬元素與實景疊加，節目便製作完成了。
目前VR對天氣節目的最大支持在於，它可以讓單一的畫面和信息變得更加「立體」，從多個維度提供更加豐富的信息。去年，在颱風「蘇迪羅」登陸我國前，鳳凰氣象站節目就通過虛擬技術，以一個虛擬模型展示了颱風的結構。在節目中，主持人說到颱風內部的環流形勢，颱風就被「切開」；說到影響，颱風就被「挪走」，顯示受影響路段。原本很難理解的文字就得到了直觀的表達。
另外，VR技術在氣象科普館也有所應用。在很多科普館，人們進入相關展廳，就能看到電腦模擬出來的關於雷暴、閃電、洪澇對生產生活造成破壞的場景。
未來：期待「展示」更具價值
隨著技術越來越成熟，VR在氣象服務領域將會帶來哪些改變令人期待。
在龐君如看來，未來，隨著穿戴設備技術更加成熟，我們戴上植入VR技術的頭盔或眼鏡後，便可看到面前的雲團屬性如何，是否會帶來降雨；可以在颱風登陸點與氣象部門互動，將看到的內容傳至氣象部門後臺，後臺又將風雨數據傳至前端，一場既有實時畫面、又有氣象數據支持的現場感十足的互動就有了；還可以直觀感知天氣過程的影響到底怎樣，如何才能更好地防災減災……
「從技術發展的角度來看，很多技術都是在逐漸摸索中不斷成熟的，我們有理由期待VR給氣象服務帶來更多的改變。」龐君如說。
李儒茂介紹，各行業都在積極探索如何讓VR的「展示」更具價值，甚至成為「剛需」。如今，在地震救援演練方面，我們可以藉助物理引擎系統，調節達弱震、中震、強震三個不同等級的地震效果，通過對建築模型賦予物理屬性便可得到建築倒塌結果。用戶可以根據不同的倒塌結果來進行應急救援演練，結合滑鼠鍵盤還可以對廢墟現場進行清理，實施救援方案。再如在煤礦行業，如今有一套成熟的VR教學系統，這一系統可以模擬出礦井下的具體情況，藉助VR設備，礦工不用下井就能學習到操作規範並參與實踐。
目前，VR技術還不夠成熟，特別是有些技術瓶頸還沒有突破，比如，晶片計算速度不足會導致數據延遲；由於聲光傳輸與圖像處理速度不夠快而引起的延遲卡頓會造成使用者眩暈等。另外，目前這項技術成本偏高。這些都需要通過更加成熟的技術來解決。
然而，就像赫茲證明電磁波存在時，人們絕對想像不到我們可以如此舒服地用著WIFI，當幾十年前天氣預報沒那麼精細精準時我們絕對想像不到它能帶來如此大的經濟效益和社會效益一樣，隨著技術的成熟和實踐的增多，相信VR與氣象一定會擦出更大的火花。在這個過程中，最需要的可能就是我們的想像力和不懈探索。
（來源：《中國氣象報》2016年4月19日三版 責任編輯：張林）