數(shù)字圖書館中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用研究

樊偉紅 周力青 呂艷娥

【摘要】隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理論研究日益深入，而且在很多方面也得到了廣泛的運(yùn)用。本文討論了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念，特征以及在圖書館中的多方面運(yùn)用。在此基礎(chǔ)上，分析了它在圖書館運(yùn)用中所存在的問題，而且還研究了在數(shù)字圖書館中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)建議，希望能夠?yàn)檫@種技術(shù)能夠更好地為讀者和客戶提供更為有效的閱讀、文獻(xiàn)服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】圖書館;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);運(yùn)用

一、數(shù)字圖書館與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1.數(shù)字圖書館

數(shù)字圖書館最早起源于上世紀(jì)90年代，也是除雜信息化時(shí)代背景下的圖書館自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物。從當(dāng)前來看，“數(shù)字圖書館”中的“圖書館”并不是圖書情報(bào)界通常所說的圖書館，它屬于廣義概念，涵蓋了政府、新聞、廣播、檔案、電視以及博物等為一體的全部信息資源的總稱，這也在很大程度上吻合了Library的原始意義。當(dāng)前，最能揭示數(shù)字圖書館的定義是：“這種實(shí)體以提供信息資源作為自己的服務(wù)支撐，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，打破了時(shí)空界限，為讀者提供便捷快速、豐富多彩的信息獲取服務(wù)。

2.數(shù)字圖書館的特征

數(shù)字圖書館以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)而搭建了“虛擬化”的技術(shù)平臺(tái)，它也是通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，而且打破了傳統(tǒng)圖書館在區(qū)域、時(shí)效以及空間等方面的局限。它以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為基礎(chǔ)，具有可擴(kuò)展、智能性以及共建共享等突出特征。它比傳統(tǒng)圖書館在下列方面有著突出的特征。

（1）信息資源數(shù)字化

從數(shù)字圖書館來，它的資源形式豐富多彩，不僅有數(shù)字化書籍以及雜志，熱情還有海量的聲音、視頻、動(dòng)畫、圖形以及圖像等先進(jìn)的多媒體信息，除此之外，還有一部分歷史遺留的珍貴視頻、音頻以及文獻(xiàn)資料，也被運(yùn)用數(shù)字化手段存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)上。

（2）信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化

從數(shù)字圖書館來看，人們可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化信息向外傳遞，打破了讀者在閱讀時(shí)間以及空間的制約，此外也可以優(yōu)化、組合在全球范圍內(nèi)分散的圖書館信息資源。這種服務(wù)特征已經(jīng)很好地打破了傳統(tǒng)圖書館的物理意義“館藏”，因此數(shù)字圖書館也可以被看作是“電子圖書館”、“虛擬圖書館”以及“全球圖書館”等。

（3）信息形態(tài)多元化

數(shù)字圖書館不僅能夠提供傳統(tǒng)信息服務(wù)，而且還提供了豐富多彩的聲音、圖像、音頻、視頻等信息服務(wù)。它能夠借助壓縮技術(shù)、音頻以及視頻采集設(shè)備等，采集多種類型的聲音、圖像、膠卷、數(shù)字圖片或數(shù)字文獻(xiàn)資料以及唱片等資料，從而為客戶提供動(dòng)態(tài)分布式的閱讀服務(wù)。

（4）資源維護(hù)的時(shí)效性和動(dòng)態(tài)性

因?yàn)閿?shù)字圖書館運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，此外，數(shù)字資源也處在經(jīng)常更新中，再加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自身的特性，從而使得它們有著動(dòng)態(tài)性發(fā)展特征。

二、在信息資源建設(shè)中的應(yīng)用

1.不斷豐富資源類型

從當(dāng)前數(shù)字圖書館所能提供的信息資源來看，除去音頻以及視頻資源，都是二維顯示形式。但是，某些學(xué)科領(lǐng)域中相關(guān)資源的過分“平面化”，則不能獲得更好的表現(xiàn)、教育效果。例如，可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)生成程序來“制造”出三維的虛擬現(xiàn)實(shí)文獻(xiàn)，從而豐富不可多得的歷史文獻(xiàn)的表現(xiàn)類型。這樣以來，廣大學(xué)者就能夠輕易地接觸到這些并不多見的歷史文獻(xiàn)，不僅提升了資源利用效率，而且也更好地保存以及管理了資源本身，在很大程度上豐富了數(shù)字圖書館的服務(wù)類型，從而更好地扮演文化保存者的社會(huì)角色。

2.有效整合信息資源

數(shù)字圖書館有著巨大的優(yōu)勢，但是，也存在一些困難，例如，信息資源種類較為豐富、應(yīng)用系統(tǒng)有很大不同，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、組織方式等多種多樣，查詢方式和顯示界面也有很大差異，這些都為用戶造成了信息孤島現(xiàn)象，也不能充分地運(yùn)用這些資源，因此，如何更好地整合這些數(shù)字資源已經(jīng)是亟需解決的問題。因此，在整合數(shù)字資源平臺(tái)建設(shè)中的過程中，可以充分地運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)工具，更好地破解資源聯(lián)系揭示以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等問題。例如，要運(yùn)用不同的閱讀工才能閱讀不同數(shù)據(jù)庫中的電子文獻(xiàn)，給讀者運(yùn)用資源造成了很大困難。假如運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，只需下載某個(gè)閱覽器插件就能夠訪問全部的虛擬現(xiàn)實(shí)場景資料，也不需要更改相關(guān)的閱覽工具。

3.建設(shè)數(shù)字信息資源中的應(yīng)用

對數(shù)字圖書館來看，它的館藏資源絕大部分來自數(shù)字化的館藏資源以及所購得的數(shù)據(jù)庫以及數(shù)字化制品，它們的整合度并不高，而且形式非常單一，如果能夠充分運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則能最大限度地改善這些不足之處。

三、整合信息服務(wù)中的應(yīng)用

1.在參考咨詢中的應(yīng)用

參考咨詢服務(wù)是圖書館為讀者提供服務(wù)的職能之一。它在不斷把握讀者需求，借助豐富多彩的網(wǎng)絡(luò)信息以及館藏資源，有自身資源有著良好的認(rèn)知能力以及把握能力，從而有效地采集以及整理各種資源，從而為讀者提供多種資源。在此過程中，要借助虛擬參考咨詢系統(tǒng)為多種提供數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的參考咨詢服務(wù)，并向讀者推送所需要的資源與信息，從而滿足讀者需求。從當(dāng)前來看，重點(diǎn)涵蓋了以下方面：常見問題的解答、檢索知識(shí)庫、表單咨詢以及論壇咨詢等多種形式。它的最大缺陷是，從用戶提出問題到館員作出解答可能會(huì)存在一些時(shí)間差，但是，如果充分運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則能夠?yàn)樽x者和館員提供虛擬的“面對面”環(huán)境，借助設(shè)立“虛擬參考咨詢館員”，從而使得雙方能夠相互交流，實(shí)時(shí)解答用戶問題，從而為實(shí)現(xiàn)由“信息型服務(wù)”轉(zhuǎn)變到“知識(shí)型服務(wù)”提供較為基礎(chǔ)的支持。

2.“我的圖書館”中的應(yīng)用

隨著人們對閱讀信息的與日俱增，人們也日益增加了訂購與使用數(shù)字圖書館的數(shù)量與次數(shù)。從“我的圖書館”這項(xiàng)定制服務(wù)來看，它以用戶的需要為中心、實(shí)現(xiàn)了用戶在數(shù)字資源方面的可操作性以及個(gè)性化收集以及整理。具體地講，就是用戶從數(shù)字圖書選擇自己所需要的數(shù)字資源，在“我的圖書館”中對其進(jìn)行組織、整理、搜集以及優(yōu)化，獲取所需資料的具體內(nèi)容，從而滿足自己的需要中。用戶可以在“我的圖書館”利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)的虛擬館舍，以及設(shè)定讀者的位置。這樣，在讀者訪問“我的圖書館”過程中，就像是走進(jìn)了充滿了豐富多彩的圖書資料的圖書館。通過鼠標(biāo)，來移動(dòng)虛擬物，取閱相關(guān)圖書，這樣就能夠產(chǎn)生身臨圖書館的愉快體驗(yàn)中，從而更為高效地訪問以及利用圖書館資源。

3.開展高效的遠(yuǎn)程服務(wù)

通常情況下，圖書館會(huì)舉辦多種類型的培訓(xùn)活動(dòng)以及教育活動(dòng)，從而使得讀者能夠更好地提升利用圖書館的效率。但是，如果數(shù)字圖書館的物理館舍不充足，或者讀者因?yàn)槟撤N原因不能到圖書館及時(shí)參與這些活動(dòng)，圖書館可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來開展網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂教學(xué)，從而完成數(shù)字圖書館獨(dú)特的遠(yuǎn)程教育功能。

4.增強(qiáng)總體服務(wù)質(zhì)量

圖書館可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來設(shè)計(jì)、制作相關(guān)的虛擬圖書館系統(tǒng)，從而生動(dòng)地向讀者展示圖書館的樓層分布、功能區(qū)展示，不再需要相關(guān)的文字介紹以及流程操作，而是將清晰明確的演示、生動(dòng)有趣的互動(dòng)娛樂以及身臨其境的感官體驗(yàn)帶給了讀者。在此過程中，不僅可以看到真實(shí)圖書館的建筑特征、館藏資源以及閱覽環(huán)境，而且還能夠使得讀者充分地發(fā)揮自身的感官以及思維活動(dòng)，從而盡快數(shù)學(xué)虛擬圖書館的場景。這樣以來，就能夠直觀漫游圖書館，獲得身臨其境的感官體驗(yàn)。也可以及時(shí)有效地為讀者提供多種類型的文獻(xiàn)傳輸服務(wù)，或者相關(guān)信息的搜集整理業(yè)務(wù)，盡可能地為學(xué)校、社會(huì)以及讀者提供所需要的文獻(xiàn)資源。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書館應(yīng)用中存在的問題

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)備商業(yè)化程度不高

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于交叉科學(xué)，還處在不斷完善與發(fā)展中，也嚴(yán)重地依靠有關(guān)學(xué)科的理論與技術(shù)進(jìn)步，例如它對計(jì)算機(jī)軟硬件有著較高要求，而且還大力采用跟蹤設(shè)備等。當(dāng)前，能夠形成沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所需的大多數(shù)設(shè)備都還處在開發(fā)以及試驗(yàn)階段，未能開展大批量的商業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)銷。所以，通常情況下設(shè)備的價(jià)格較高，這在很大程度上制約了它的進(jìn)一步推廣以及應(yīng)用。

2.視景生成技術(shù)存在的問題

從當(dāng)前民用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來看，重心在在營造虛擬場景的應(yīng)用階段。為了更好地破解在構(gòu)造中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互功能，而且還能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，還需要做很多努力。例如，從圖書館來看，雖然以傳統(tǒng)三維建模技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)讀者的自由漫步，然而卻存在著復(fù)雜模型的造型過程，而且非常繁瑣、工作量比較大。

3.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的圖書館少

從現(xiàn)實(shí)來看，由于受到了以下兩方面的限制，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書館的應(yīng)用并不廣泛。第一，對圖書館來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍然被看作是新生事物，它們并不了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可能給本圖書館工作所帶來的相關(guān)影響，第二，從虛擬現(xiàn)實(shí)在圖書館中的設(shè)計(jì)成本來看，由于自身的商業(yè)化程度不高，需要大量的費(fèi)用。但是，絕大多數(shù)圖書館都是公益事業(yè)，特別是對中小圖書館而言，經(jīng)費(fèi)比較緊張，因此在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)往往捉襟見肘，因此也非常謹(jǐn)慎。從目前來看，這種技術(shù)在圖書館界的應(yīng)用并不多，僅有CADAL項(xiàng)目以及國家圖書館運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但是，它們的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用還是停留至較為簡單的視景生成階段。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字圖書館應(yīng)用的建議

1.圖書館應(yīng)積極關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還需要進(jìn)一步完善和發(fā)展，但是迅猛發(fā)展的科技，日益強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟、硬件功能，逐步完善的跟蹤器以及傳感器，營造沉浸感強(qiáng)烈的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的生產(chǎn)成本將會(huì)逐步走低，從而進(jìn)入到普通百姓家庭。因此，圖書館可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為廣大讀者提供更為個(gè)性化以及人性化的閱讀服務(wù)，所以圖書館需要盡可能地關(guān)注、跟蹤它的進(jìn)一步發(fā)展與進(jìn)行，從而為本館技術(shù)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新成果做好準(zhǔn)備。在不斷將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到圖書館閱讀服務(wù)的過程中，要切實(shí)依據(jù)本館的具體情況，不僅要盡可能地與館內(nèi)的各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)、流程以及服務(wù)內(nèi)容緊密結(jié)合起來，而且還要盡可能采用更新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并對其不斷更新，從而為讀者提供更為優(yōu)質(zhì)高效的閱讀服務(wù)。

2.兩種視景生成技術(shù)交互使用

從當(dāng)前階段所運(yùn)用的兩類視景生成技術(shù)來看，它們在運(yùn)用中存在一些問題，因此圖書館要切實(shí)相互結(jié)合來使用它們。例如，從傳統(tǒng)的三維建模技術(shù)來看，它的沉浸感非常強(qiáng)烈，如果圖書館對交互性的要求較高，可以充分運(yùn)用這種技術(shù)，它能夠很好地降低場景的幾何復(fù)雜程度，這也就是說，能夠最大限度地降低場景面數(shù)目，真實(shí)感圖形學(xué)算法能夠很好地渲染場景數(shù)目。這樣以來，不僅能夠提升繪制虛擬場景的效率，而且還能夠滿足實(shí)時(shí)交互的需要?？梢赃\(yùn)用簡化的復(fù)雜模型、可見性檢測方法、模型的幾何壓縮以及用紋理代替三維模型等方式。也可以運(yùn)用建模軟件來建模，例如運(yùn)用3DS或AutoCAD等軟件，它們的編程過程比較簡潔，而且省時(shí)省力。例如，國家圖書館運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展了“國家數(shù)字圖書館網(wǎng)上漫游”以及“國家數(shù)字圖書館虛擬漫游”等項(xiàng)目，讀者借助電腦就能夠感受到親自參觀國圖的真實(shí)感。

當(dāng)前，以圖像為基礎(chǔ)的繪制技術(shù)重點(diǎn)用在虛擬展覽領(lǐng)域，對于廣大中小圖書館來看，它們的資金以及技術(shù)都和國家圖書館相去甚遠(yuǎn)，因此它們可以運(yùn)用全景技術(shù)，例如，可以借助普通相機(jī)或者魚眼鏡頭來采集和整理本館的真實(shí)照片，從而使得本館模型具有極強(qiáng)的真實(shí)感。這樣以來，網(wǎng)絡(luò)讀者就能夠很好地熟悉該館的建筑布局。

3.加大宣傳力度，推廣虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

當(dāng)前僅有CADAL項(xiàng)目以及國家圖書館運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，而其他圖書館可能對這種技術(shù)并不熟悉。所以，可以在全國范圍內(nèi)推廣它們在運(yùn)用這方面的經(jīng)驗(yàn)。比如，可以開設(shè)相關(guān)講座、開展經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)等多種形式，從而使得其它館也逐步熟悉以及運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，日益重視這種技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，要倡導(dǎo)越來越多的圖書館借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從而為本館讀者開展更具有人性化以及個(gè)性化的閱讀色服務(wù)。它也能夠很好地提升讀者在閱讀過程中的趣味性，從而吸引更多讀者來到圖書館學(xué)習(xí)、研究以及獲得所需要的閱讀服務(wù)。

六、結(jié)束語

隨著信息化時(shí)代的到來，人們越來越需要圖書館提供更加專業(yè)、精細(xì)的閱讀服務(wù)。因此，要大力采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不斷更新與提升圖書館適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境的能力，要切實(shí)更新資源，提供豐富多彩的服務(wù)。這樣以來，才能為讀者提供多元化的服務(wù)方式、內(nèi)容以及范圍等。而且還能夠讓讀者觀察到圖書館自身的閱讀環(huán)境、建筑特色以及館藏資源，而且還可以模擬圖書館空間漫步，這樣才能直觀全面地把握這些圖書館。在此基礎(chǔ)上，還要借助相關(guān)的手勢以及感官等非接觸方式，大量運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，滿足自身數(shù)字資源閱讀與運(yùn)用的需要。

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