從可視虛擬書店到虛擬圖書館

蘇東出

〔摘 要〕本文從可視化網(wǎng)上書店ZOOMii談起,介紹了虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展和現(xiàn)狀,探討了其在數(shù)字圖書館系統(tǒng)中的應用,如人機交互界面,參考咨詢,數(shù)字資源建設等方面。指出VR技術在數(shù)字圖書館中的應用,將對讀者服務產(chǎn)生深遠影響。

〔關鍵詞〕數(shù)字圖書館;虛擬現(xiàn)實;虛擬圖書館

〔中圖分類號〕G250.76 〔文獻標識碼〕B 〔文章編號〕1008-0821(2009)07-0098-04

From Visualized Virtual Bookshop to Virtual Library

——The Using of Virtual Reality in Digital LibrarySu Dongchu

(Library,Pingdingshan Normal College,Pingdingshan 467002,China)

〔Abstract〕In this paper,the development and present situation of“Virtual Reality”was introduced,its using in digital library was discussed,including man-machine conversation,consultation and construction of digital resources etc.It also indicated that the using of VR in digital library would bring far-reaching effects.

〔Key words〕digital library;virtual reality;virtual library

2008年6月,加拿大人Chris Thiessen發(fā)布了名為Zoomii的網(wǎng)上書店。訪問這個虛擬書店,如同走進擺滿圖書的實體書店(滿墻按類擺放、展示書封的圖書),在書店中隨便逛(用鼠標放大縮小、上下左右移動),從書封看有點意思的拿下來翻一下(點擊看詳細信息),再決定是否購買(圖1)[1]。

隨著網(wǎng)絡和三維技術的發(fā)展,一些采用WEB3D(網(wǎng)絡三維)技術的應用也誕生,比如“虛擬紫禁城”[2]、“虛擬校園等”[3],在這些虛擬場景里面,人們可以像在真正的場景中游覽一樣,查看周圍的環(huán)境信息。

這些技術的出現(xiàn)和應用,標志著一種新的WEB交互方式的誕生,而支持其實現(xiàn)的底層技術,則是目前方興未艾的虛擬現(xiàn)實技術。

1 虛擬現(xiàn)實技術簡介

1.1 虛擬現(xiàn)實技術的概念

虛擬現(xiàn)實(英文名Virtual Reality,簡稱VR)是近年來出現(xiàn)的高新技術,也稱靈境技術或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物[4]。

VR是一項綜合集成技術,涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等領域,它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺,使人作為參與者通過適當裝置,自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時,電腦可以立即進行復雜的運算,將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場感。

概括地說,虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復雜數(shù)據(jù)進行可視化操作與交互的一種全新方式,與傳統(tǒng)的人機界面以及流行的視窗操作相比,虛擬現(xiàn)實在技術思想上有了質的飛躍。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展和應用

虛擬現(xiàn)實技術經(jīng)過多年的發(fā)展,尤其是隨著WEB的發(fā)展,目前已經(jīng)取得了一定的發(fā)展。圖1 ZOMMii網(wǎng)站演示截圖

從開發(fā)工具上來講,已經(jīng)出現(xiàn)了許多優(yōu)秀的專業(yè)開發(fā)工具,比如3DS Max、OpenGVS、Quest3D、以及國產(chǎn)的VRP等,有些產(chǎn)品甚至已經(jīng)細化到針對不同的應用提供不同的工具包。同時,隨著游戲產(chǎn)業(yè)的繁榮,一些專門應用于游戲開發(fā)的3D引擎和開發(fā)技術也逐漸被借鑒、引入到VR的開發(fā)中來,比如常用的OpenGL、烘焙貼圖技術等。

從應用上來講,VR技術已經(jīng)應用到我們生活的許多方面,典型的應用比如:

1.2.1 在城市規(guī)劃中的應用

VR不僅可以給用戶帶來身臨其境的體驗感,而且能搜集規(guī)劃數(shù)據(jù),規(guī)避城市規(guī)劃的風險。

1.2.2 在醫(yī)學中應用

VR在醫(yī)學方面的應用具有十分重要的現(xiàn)實意義。在虛擬環(huán)境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、感覺手套,學生可以很容易了解人體內部各器官結構,這比現(xiàn)有的采用教科書的方式要有效得多。

1.2.3 在娛樂、藝術與教育方面的應用

豐富的感覺能力與3D顯示環(huán)境使得VR成為理想的視頻游戲工具。VR在未來藝術領域方面所具有的潛在應用能力也不可低估。VR所具有的臨場參與感與交互能力可以將靜態(tài)的藝術(如雕刻等)轉化為動態(tài)的,可以使觀賞者更好地欣賞作者的思想藝術。

1.2.4 在軍事與航天工業(yè)的應用

模擬訓練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個重要課題,這為VR提供了廣闊的應用前景。美國國防部高級研究計劃局DARPA自80年代起一直致力于研究稱為SIMNET的虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng),以提供坦克協(xié)同訓練,該系統(tǒng)可聯(lián)結200多臺模擬器。目前,我國的軍隊也已開始采用VR技術作為軍事訓練的補充手段。

1.2.5 在室內設計中的應用

虛擬現(xiàn)實不僅僅是一個演示媒體,而且還是一個設計工具。它以視覺形式反映了設計者的思想,使以往只能借助傳統(tǒng)的設計模式提升到數(shù)字化的即看即所得的完美境界,大大提高了設計和規(guī)劃的質量與效率。目前,采用VR技術做出的設計效果圖,幾乎已經(jīng)逼近真實環(huán)境的照片效果。

1.2.6 在工業(yè)仿真中的應用

當今世界工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化,大規(guī)模人海戰(zhàn)術早已不再適應工業(yè)的發(fā)展,先進科學技術的應用顯現(xiàn)出巨大的威力,特別是虛擬現(xiàn)實技術的應用正對工業(yè)進行著一場前所未有的革命。虛擬現(xiàn)實已經(jīng)被世界上一些大型企業(yè)廣泛地應用到工業(yè)的各個環(huán)節(jié),對企業(yè)提高開發(fā)效率,加強數(shù)據(jù)采集、分析、處理能力,減少決策失誤,降低企業(yè)風險起到了重要的作用。

1.2.7 在文物古跡中的應用

利用虛擬現(xiàn)實技術,結合網(wǎng)絡技術,可以將文物的展示、保護提高到一個嶄新的階段。通過網(wǎng)絡在大范圍內來利用虛擬技術更加全面、生動、逼真地展示文物,從而使文物脫離地域限制,實現(xiàn)資源共享,真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產(chǎn)。使用虛擬現(xiàn)實技術可以推動文博行業(yè)更快地進入信息時代,實現(xiàn)文物展示和保護的現(xiàn)代化。

盡管VR技術目前已經(jīng)得到了很大的發(fā)展,并應用到了我們生活工作的方方面面,但是遺憾的是,在圖書館界,VR技術的應用到目前為止卻仍然是一片空白。因此,如何發(fā)揮這項技術的威力,使之更好的為我們構建新一代的數(shù)字圖書館系統(tǒng)服務,是本文探討的核心問題。

2 虛擬現(xiàn)實技術在圖書館中的應用

任何技術的應用,基本上都離不開圖書館業(yè)務的兩大核心:“資源”和“服務”,因此本文將從這兩方面探討VR技術在我們構建數(shù)字圖書館系統(tǒng)中的應用。

2.1 VR技術在數(shù)字圖書館資源構建方面的應用

從傳統(tǒng)的圖書館到數(shù)字化圖書館,圖書館的館藏資源類型雖然經(jīng)歷了從以傳統(tǒng)的紙質類型為主到數(shù)字類型并重的轉變,但是存在著諸如形式單一、整合度低等缺點,而應用VR技術的數(shù)字資源,則沒有這些不足,具體包括以下幾個方面的優(yōu)點:

2.1.1 改善資源類型過于平面化的缺點

目前的圖書館數(shù)字資源,除音視頻資源外,無論是數(shù)字圖書、數(shù)字期刊還是數(shù)字化的圖像資源,統(tǒng)一的特點就是“平面化”(這些資源只能提供二維的顯示方式)。出現(xiàn)此問題的原因固然有資源特點的因素,比如數(shù)字圖書本身不適合處理為三維的實時數(shù)字資源。但是一些圖片資源,如果能采用虛擬現(xiàn)實技術處理為三維數(shù)字資源,則表現(xiàn)效果和教育效果無疑會更好。比如人體解剖圖,試想一個醫(yī)學專業(yè)的讀者在訪問這類資源時,基于虛擬現(xiàn)實技術的三維人體解剖圖無疑會更直觀,更準確,也更能達到教育的目的。

2.1.2 提高不同數(shù)字資源的整合度

隨著虛擬館藏建設受到重視,許多圖書館在收藏傳統(tǒng)數(shù)字資源的同時,也開始注意收藏一些網(wǎng)絡上的數(shù)字資源(比如圖像,音頻、視頻等)作為本館館藏資源的補充。目前的圖書館系統(tǒng)對這些資源的處理還僅僅停留在分類管理的階段,類似一些下載網(wǎng)站的做法,這樣的做法雖然有其優(yōu)點,也符合當前的編程主流,但是資源的整合利用率比較低,沒有挖掘出他們之間的相互關系。事實上,有些看起來毫無關聯(lián)的資源,如果稍加挖掘和編輯,并利用VR技術加以整合,就能形成新的資源,并直觀的解釋資源之間的聯(lián)系。比如網(wǎng)絡上搜集的一些“壁紙“圖片,如果結合到一個采用VR技術設計的房間裝修場景里,讀者就可以在房間漫游的同時,實時的更換壁紙的類型,看到最終設計效果。

2.1.3 具有跨平臺的優(yōu)勢

目前許多圖書館都加大了對數(shù)字資源的建設,投入巨資購買了各種各樣的數(shù)字文獻數(shù)據(jù)庫,不幸的是,這些資源格式不同,互不兼容,利用起來需要安裝各種各樣的閱讀器,比如清華學術期刊需要安裝他們的caj閱讀器,維普咨詢需要安裝VIP閱讀器,萬方博碩士論文數(shù)據(jù)需要安裝PDF閱讀器,方正數(shù)據(jù)需要安裝Apabi閱讀器。這就給讀者利用資料帶來了困難,許多讀者(包括高校的教師),甚至都不清楚自己要使用什么閱覽器。

而采用VR技術的數(shù)字資料則不然,目前幾乎所有的VR開發(fā)工具都支持數(shù)據(jù)的轉換功能,可以將專有格式的虛擬場景文件轉換為符合ISO標準的VRML97格式。讀者只需下載一個閱覽器插件即可訪問所有的VR場景資料,無需顧慮自己的閱覽器類型和操作系統(tǒng)類型。

2.2 VR技術在圖書館服務方面的應用

看過《時間機器》這部電影的人們可能對上面的“虛擬圖書館館員”印象很深,在這部電影里面,讀者只要對虛擬的館員說出要查找的內容,屏幕上的“虛擬館員”就可以一邊同你交流一邊很快的檢索出結果,并推放到屏幕上。誠然,現(xiàn)在的VR技術盡管還做不到那樣神奇的地步,但是目前的VR技術確實可以在很大程度上改善圖書館的服務方式,甚至可以說是革命性的變化,本文中,筆者探討了以下幾方面的應用:

2.2.1 在參考咨詢方面的應用

上面筆者提到的“虛擬圖書館館員”這個例子,就是VR在參考咨詢服務中的一個理想化的特例。另外,在其他參考咨詢服務(如館藏導引服務)中,也可以應用到VR技術,而且效果會更好。比如許多圖書館為了方便新讀者更好的利用圖書館,都在顯著位置提供了館藏的平面布局圖,標明哪一類書在哪一樓層的具體哪個位置。如果圖書館建筑結構簡單,這些布局圖確實能起到一定的作用,如果圖書館建筑稍微復雜一些,可能讀者看起來就會比較吃力,就像外行人看專業(yè)的CAD設計圖一樣,一頭霧水,如平頂山學院圖書館東、西兩邊是錯層結構,讀者經(jīng)常上錯樓層。這時,如果采用VR技術,設計一個各個樓層的三維全景漫游,讀者在屏幕上操縱攝像機在虛擬圖書館里面漫游,就像在真實的圖書館里面散步一樣瀏覽各個書庫,并獲得相關咨詢,將更直觀更有效。

2.2.2 在虛擬學習上的應用

目前的一些數(shù)字資源,雖然已經(jīng)具備了圖文并茂的特征,但是由于這些資源的過于平面化,讀者在接受一些知識上面還是存在有困難。利用VR技術,我們完全可以在服務讀者,傳播知識方面取得更進一步的發(fā)展。比如讀者在查找地球、月球和太陽之間公轉與自轉關系的資料時,可以提供一個多鏡頭、多角度的三維虛擬現(xiàn)實資料,不但可以從地球角度觀察天體之間的關系,還可以從月球、太陽的角度進行觀察。這樣讀者就不必到月球和太陽上就能和宇航員看到的一樣的效果。這樣的知識傳播方式無疑會提供更多的知識信息。

2.2.3 在ILS系統(tǒng)的人機交互方面的應用

為了給讀者提供更友好更人性化的服務,許多技術人員在ILS(圖書館集成化管理系統(tǒng))中做了大量有益的研究和嘗試,比如引入“智能代理”、“數(shù)據(jù)推送”以及其他流行的網(wǎng)絡技術等。盡管如此,由于在思維上存在著“定勢”,因此無論是參考咨詢方面還是在讀者教育等方面,目前的ILS(包括客戶端軟件和WEB端的頁面程序)在人機交互方面所做的革新并不顯著。

一切技術的進步都是以原有的技術為基礎的。事實上,在目前的技術條件下,雖然我們開發(fā)不出來類似“虛擬圖書館館員”那樣人性化的人機交互界面(目前的語音識別、人工智能技術還很不完善),但是如果我們能結合已有的智能代理技術的經(jīng)驗,以及模糊檢索、中文分詞技術等,并將這些技術應用到VR的設計中去,完全可以開發(fā)一個令人耳目一新的,更人性化的人機交互方式。比如智能代理的設計采用VR技術開發(fā),后臺的檢索等采用模糊檢索和有效的分詞技術。這樣,讀者在檢索數(shù)字資源數(shù)據(jù)的時候,面對的不再是冷冰冰的瀏覽器窗口,也不用選擇檢索入口是ISBN還是題名,他所需要的只是向代理提供檢索詞即可。檢索結果由代理以動畫的方式反饋給讀者。這樣的服務方式和檢索體驗無疑更具有吸引力。

3 結 語

隨著技術的進步和硬件的發(fā)展,基于VR技術的數(shù)字圖書館資源和系統(tǒng)無疑將會得到更進一步的發(fā)展,未來的數(shù)字圖書館VR系統(tǒng),將不僅僅包含筆者所討論的這些內容,一定還會有更多的資源類型和更先進的服務方式涌現(xiàn)出來,一些更方便直觀的交互式工具(如各種類型的傳感器)也將應用到系統(tǒng)中去,可以說,VR技術在數(shù)字圖書館系統(tǒng)中大有可為。當然,限于筆者的研究水平,目前探討的還只有這些,其中也難免有謬誤和不足之處,在此拋磚引玉,希望能得到更多專家的指點與幫助。

參考文獻

[1]ZOOMii在線書店[EB/OL].http:∥zoomii.com,2008-12-20.

[2]The Forbidden City:Beyond Space and Time[EB/OL].http:∥www.beyondspaceandtime.org,2008-12-26.

[3]南開大學虛擬導航[EB/OL].http:∥202.113.21.169/vnk/sanwei.asp,2008-12-26.

[4]申蔚.虛擬現(xiàn)實技術[M].北京:北京希望出版社,2002.9:1-2.