移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智能圖書館個(gè)性化服務(wù)中應(yīng)用探究

趙彥輝，黃均.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)圖書館大連分館，遼寧 大連 6600；.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，遼寧 大連 6600

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移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智能圖書館個(gè)性化服務(wù)中應(yīng)用探究

趙彥輝1，黃均2
1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)圖書館大連分館，遼寧 大連 116600；2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，遼寧 大連 116600

摘要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)是一種利用附加的圖形或文字等虛擬信息，對(duì)周圍真實(shí)世界的場(chǎng)景進(jìn)行渲染增強(qiáng)，讓虛擬信息與實(shí)體事物同時(shí)在同一個(gè)空間共存，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的效果，從而增強(qiáng)人們對(duì)實(shí)體事物的認(rèn)識(shí)、理解和交互的高新技術(shù)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，以智能手機(jī)為硬件基礎(chǔ)的AR應(yīng)用軟件將AR技術(shù)帶入到日常生活當(dāng)中。本文對(duì)現(xiàn)階段高校圖書館業(yè)務(wù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并根據(jù)AR的特點(diǎn)，從圖書館個(gè)性化智能導(dǎo)航服務(wù)、資源融合服務(wù)、個(gè)性化推薦推送服務(wù)等3個(gè)方面探討AR技術(shù)在智能圖書館中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；智能圖書館；個(gè)性化服務(wù)；大數(shù)據(jù)

【引文格式】趙彥輝,黃均.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智能圖書館個(gè)性化服務(wù)中應(yīng)用探究[J].中國(guó)中醫(yī)藥圖書情報(bào)雜志, 2016,40(1):47-50. DOI: 10.3969/j.issn.2095-5707.2016.01.010

第一作者：趙彥輝，館員，研究方向?yàn)閿?shù)字化圖書館、中醫(yī)藥信息化。E-mail: 644735344@qq.com

作為傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的延伸和演進(jìn)方向，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在近兩年得到了迅猛發(fā)展，已成為全世界人們接入互聯(lián)網(wǎng)的主要方式之一。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality, AR）技術(shù)，是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)性能的顯著提高，已經(jīng)能夠滿足AR技術(shù)的軟硬件需求，AR應(yīng)用越來越多地進(jìn)入人們現(xiàn)實(shí)生活中。這引起了國(guó)內(nèi)外圖書館人的極大興趣，他們紛紛考慮借助移動(dòng)AR技術(shù)促進(jìn)圖書館業(yè)務(wù)的拓展，建設(shè)智能化圖書館。移動(dòng)AR技術(shù)使圖書館與用戶之間有了一種新的溝通媒介，它可以使實(shí)體圖書館、虛擬圖書館（聯(lián)機(jī)公共目錄查詢系統(tǒng)OPAC、圖書館網(wǎng)站、圖書館手機(jī)APP、數(shù)字圖書館等）、移動(dòng)技術(shù)、AR技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，開創(chuàng)圖書館服務(wù)的新模式，實(shí)現(xiàn)智能化圖書館服務(wù)。

1 AR技術(shù)相關(guān)概述

20世紀(jì)90年代初，美國(guó)波音公司的Caudell與同事在設(shè)計(jì)一個(gè)輔助布線系統(tǒng)時(shí)提出了“augmented reality”的概念[1]。AR技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，通過combines real and virtual（虛實(shí)融合）、interactive in real time（實(shí)時(shí)交互）、registered in 3-D（三維定位），利用附加的圖形或文字信息，對(duì)周圍真實(shí)世界的場(chǎng)景動(dòng)態(tài)進(jìn)行增強(qiáng)，即讓虛擬與實(shí)體同時(shí)在同一個(gè)空間共存，把虛擬的物體無縫融入到真實(shí)的場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合，從而增強(qiáng)用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的認(rèn)識(shí)、理解并進(jìn)行交互[2]。

傳統(tǒng)的AR技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療、教育、娛樂、軍事等領(lǐng)域，但受限于硬件設(shè)備，還沒有進(jìn)入到普通民眾的日常生活。近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)和移動(dòng)終端的性能顯著提高，已經(jīng)能夠滿足AR技術(shù)的軟硬件需求。2015年，AR引擎界的兩大支柱Metaio與Vuforia先后易主，被蘋果和PTC公司收購(gòu)，給AR開發(fā)者造成不小困擾。目前能夠替代的AR引擎產(chǎn)品包括artoolkit、wikitude、catchoom、亮風(fēng)臺(tái)HiAR、視辰EasyAR。相比國(guó)外的軟件開發(fā)工具包（software development kit, SDK）使用門檻高、技術(shù)支持響應(yīng)慢，服務(wù)器延遲大、缺乏本土化定制優(yōu)化、價(jià)格不菲等問題，國(guó)內(nèi)SDK的崛起，不僅解決了廣大開發(fā)者的燃眉之急，更是給了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈提升的重大機(jī)遇。

2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外圖書館中應(yīng)用現(xiàn)狀分析

由于移動(dòng)AR技術(shù)仍處在發(fā)展階段，存在許多技術(shù)和應(yīng)用方面的不足，目前在國(guó)外圖書館中還沒有進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，一些圖書館、機(jī)構(gòu)或個(gè)人開展了應(yīng)用嘗試，建立了一些探索性項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)首次將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到普通生活中，是在蘋果的AppStore上發(fā)布的一款叫做出行百科（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)版）XINGWIKI的免費(fèi)軟件。國(guó)內(nèi)圖書館目前還沒有使用案例見諸報(bào)道。

在智能圖書館的移動(dòng)AR應(yīng)用中?！皬?qiáng)化旅行”是一個(gè)重大創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域[3]，強(qiáng)化旅行可以讓用戶在參觀現(xiàn)場(chǎng)直接從圖書館數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用相關(guān)資料，如照片、歷史記錄、錄音、視頻等。早在2011年，美國(guó)弗吉尼亞海灘公共圖書館與專注于通過移動(dòng)設(shè)備以多媒體形式講述“各地故事”的Tagwhat公司合作，將數(shù)字化后的本地歷史特藏提供給該公司開發(fā)的一款稱為“景點(diǎn)偉大故事”的應(yīng)用程序，用戶通過智能手機(jī)觀看景點(diǎn)，關(guān)于該景點(diǎn)的資料就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上，隨著用戶觀看方位和角度的改變，所看到的信息也有所不同。從19世紀(jì)開始，費(fèi)城開始用照片記錄城市的成長(zhǎng)，這些照片被收藏在費(fèi)城檔案中。為了方便民眾對(duì)照片利用，收藏機(jī)構(gòu)建立了“費(fèi)城歷史”在線數(shù)據(jù)庫(kù)。2010年2月，費(fèi)城歷史記錄片啟動(dòng)了一項(xiàng)利用手機(jī)開展增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，計(jì)劃通過手機(jī)應(yīng)用程序，將歷史照片與真實(shí)影像疊加，這樣用戶就可以在手機(jī)攝像頭攝取的場(chǎng)景中看到歷史照片和相關(guān)信息。北卡羅萊納州立大學(xué)（NCSU）利用圖書館收藏的歷史圖片創(chuàng)建了校園內(nèi)50余個(gè)主要?dú)v史景點(diǎn)的AR數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了移動(dòng)AR應(yīng)用程序Wolfwalk。無論是本校師生還是外來訪客，都能通過Wolfwalk便捷、高效地了解NCSU校園的歷史變遷。運(yùn)用這一技術(shù)的高校還有美國(guó)的哥倫比亞大學(xué)、英國(guó)的?？巳卮髮W(xué)以及中國(guó)的臺(tái)灣大學(xué)和輔仁大學(xué)等[4]。

移動(dòng)AR技術(shù)在智能圖書館中的另一個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)定位功能。一個(gè)廣為流傳的移動(dòng)AR圖書館應(yīng)用是一款稱為Shelvar的移動(dòng)程序，該程序借助移動(dòng)AR技術(shù)的定位功能，提高了對(duì)書架的管理效率。這款應(yīng)用程序是由美國(guó)邁阿密大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件工程助理教授Bo Brinkman在他的妻子協(xié)助下開發(fā)的。程序依賴于書脊上的一個(gè)類似二維碼的標(biāo)簽，以自動(dòng)和批識(shí)別方式，對(duì)圖書的排架情況進(jìn)行快速核對(duì)。用戶利用智能手機(jī)或平板電腦的攝像頭掃描書架，Shelvar就可以在屏幕上顯示出哪本書亂架，相應(yīng)圖書的書脊上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)紅色“×”，并顯示方向箭頭，指向圖書的正確位置。除了發(fā)現(xiàn)亂架圖書，Shelvar還可以完成藏書清點(diǎn)等任務(wù)。2003年，芬蘭奧盧大學(xué)圖書館在開通了基于位置的圖書發(fā)現(xiàn)服務(wù)，以地圖方式顯示用戶所需圖書的方位。近年來，奧盧大學(xué)圖書館將AR技術(shù)引入智能圖書館，采用了基于射頻識(shí)別（radio frequency identification, RFID）和無線保真（wireless-fidelity, Wi-Fi）技術(shù)的位置跟蹤，能在現(xiàn)場(chǎng)視頻中顯示出用戶所需圖書在書架上的方位。2010年3月，由香港城市大學(xué)圖書館、上海交通大學(xué)圖書館及清華大學(xué)圖書館聯(lián)合發(fā)起，初步達(dá)成創(chuàng)辦高校圖書館“射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用”合作聯(lián)盟的共識(shí)，成立了“高校圖書館RFID技術(shù)應(yīng)用聯(lián)盟”工作小組。聯(lián)盟為非營(yíng)利組織，旨在立足未來高校圖書館的服務(wù)模式，推動(dòng)RFID技術(shù)在圖書館獲得最佳應(yīng)用，不斷提升服務(wù)品質(zhì)，保障圖書館應(yīng)用的成功率，為RFID的應(yīng)用提供更為規(guī)范、健康和廣闊的需求市場(chǎng)，建立起“產(chǎn)學(xué)研用”機(jī)制，并通過基金、實(shí)驗(yàn)室等形式促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展和成熟。目前全國(guó)已經(jīng)有100多家圖書館采用了智慧圖書館模式[5]。

為了提高學(xué)習(xí)和研究古文獻(xiàn)的學(xué)生的興趣，同時(shí)保護(hù)古文獻(xiàn)不因頻繁使用而受損，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)和約翰·里蘭茲大學(xué)圖書館聯(lián)合建立了一個(gè)“利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)對(duì)特藏的研究和教學(xué)”項(xiàng)目，幫助學(xué)生研究中世紀(jì)的手稿、標(biāo)志性版本和文獻(xiàn)檔案。在保護(hù)古籍的同時(shí)，也讓學(xué)生充分接觸到原始文獻(xiàn)，并附加展示豐富的網(wǎng)絡(luò)資料。在學(xué)生查閱原稿時(shí)，AR技術(shù)可以突破原稿的保護(hù)限制，在原稿周圍顯示數(shù)字圖片、文本、在線學(xué)習(xí)資料以及圖書館和其他機(jī)構(gòu)收藏的相關(guān)資料。AR技術(shù)讓整個(gè)學(xué)習(xí)過程更有交互性和生動(dòng)性，讀者通過查看相關(guān)數(shù)據(jù)、圖片和文獻(xiàn)二次閱讀，建立了以探究為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，加深了對(duì)原始文獻(xiàn)的理解[4]。

3 AR技術(shù)在我國(guó)圖書館智能化建設(shè)中的應(yīng)用前景

如今在倡導(dǎo)“互聯(lián)網(wǎng)＋”的新常態(tài)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，各種更為先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)已應(yīng)用到圖書館服務(wù)中。圖書館智能化建設(shè)正在從理論準(zhǔn)備向逐步實(shí)現(xiàn)的方向邁進(jìn)。在圖書館文獻(xiàn)信息資源管理技術(shù)進(jìn)步的路徑中，一般將卡片目錄管理、重在收藏文獻(xiàn)的圖書館稱為傳統(tǒng)圖書館；將機(jī)讀目錄、文獻(xiàn)藏用結(jié)合為特點(diǎn)的圖書館稱為自動(dòng)化圖書館；將數(shù)字文獻(xiàn)資源管理為主，使用集成文獻(xiàn)管理系統(tǒng)管理元數(shù)據(jù)，以用戶服務(wù)為中心的圖書館稱為數(shù)字圖書館或復(fù)合圖書館。而智能圖書館是指利用云計(jì)算和先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)RFID識(shí)別等智能技術(shù)以及泛在服務(wù)理念，保證讀者和館員能夠高效準(zhǔn)確地獲取和展示各種信息資源的圖書館。其特點(diǎn)是能夠無所不在、無時(shí)不在地實(shí)現(xiàn)書書相聯(lián)、書人相聯(lián)、人人相聯(lián)。智能圖書館是未來圖書館發(fā)展的新模式。AR技術(shù)使圖書館與讀者之間有了一種新的溝通媒介，為圖書館紙質(zhì)與數(shù)字館藏的溝通互見帶來了意義深遠(yuǎn)的機(jī)會(huì)。它可以使實(shí)體圖書館、虛擬圖書館結(jié)合起來，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，對(duì)傳統(tǒng)圖書館的發(fā)展起到很大的作用。AR及現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)圖書館轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能圖書館，開創(chuàng)了圖書館服務(wù)的新模式，將會(huì)給圖書館服務(wù)帶來一次大革命。

3.1 AR技術(shù)應(yīng)用于圖書館個(gè)性化智能導(dǎo)航和圖書個(gè)性化定位服務(wù)

隨著以Google地圖為代表的電子地圖技術(shù)和地理位置服務(wù)（location based service, LBS）技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)有很多大型圖書館開發(fā)了圖書館電子地圖導(dǎo)航系統(tǒng)。LBS應(yīng)用結(jié)合AR技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁?shí)時(shí)的路徑指向，用戶體驗(yàn)更加生動(dòng)。目前通用的室內(nèi)定位技術(shù)有藍(lán)牙、Wi-Fi和遠(yuǎn)程RFID等3種[6]，各有優(yōu)缺點(diǎn)。張倬勝等[7]使用iBeacon藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射基站進(jìn)行圖書館室內(nèi)定位，結(jié)合Unity3D建模、手持藍(lán)牙終端，提供圖書館地理位置服務(wù)。通過給書籍添加RFID標(biāo)簽，利用圖書館的LBS服務(wù)，當(dāng)讀者在館內(nèi)使用手機(jī)搜索到一本圖書時(shí)，LBS系統(tǒng)根據(jù)讀者的當(dāng)前位置，定位到讀者要找的文獻(xiàn)資料具體位置，為讀者提供前往目標(biāo)圖書的指引行進(jìn)路線，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化智能導(dǎo)航和定位服務(wù)，幫助讀者快速找尋到自己所要找的資料。

3.2 AR技術(shù)通過文字識(shí)別融合紙質(zhì)文獻(xiàn)與數(shù)字文獻(xiàn)資源

定位到具體文獻(xiàn)后，可以使用QR二維碼（quick response code）標(biāo)識(shí)系統(tǒng)來對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)展閱讀，獲得關(guān)于此文獻(xiàn)的電子信息。也可以在點(diǎn)開AR APP后，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)要識(shí)別的文字，手機(jī)屏幕上馬上就會(huì)浮現(xiàn)翻譯之后的語(yǔ)言文字、相關(guān)鏈接、作者介紹、視頻內(nèi)容等相關(guān)信息。AR APP可包含識(shí)別、翻譯、搜索及擴(kuò)展閱讀的功能，使用非常簡(jiǎn)便。它利用光學(xué)字符識(shí)別（optical character recognition, OCR）技術(shù)識(shí)別文字，再通過字典進(jìn)行查找翻譯，然后使用AR技術(shù)將翻譯過的文字及擴(kuò)展閱讀內(nèi)容覆蓋在原有文字上，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)文獻(xiàn)與數(shù)字文獻(xiàn)、知識(shí)系統(tǒng)的融合。前者的文獻(xiàn)融合嘗試包括館藏書目信息與書后附盤、電子圖書等數(shù)字文獻(xiàn)的互檢互見融合、刊目信息與數(shù)字全文期刊的融合、宣傳海報(bào)與網(wǎng)絡(luò)多媒體資源及視頻資源的增強(qiáng)互見。作為AR應(yīng)用中與現(xiàn)實(shí)環(huán)境對(duì)應(yīng)的虛擬信息提供方，知識(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建往往需要在文獻(xiàn)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過機(jī)構(gòu)知識(shí)庫(kù)建設(shè)等途徑整合學(xué)科資源構(gòu)建關(guān)聯(lián)關(guān)系大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過硬件的集群設(shè)計(jì)，承載多用戶并發(fā)訪問的壓力[8-9]。

3.3 基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的AR技術(shù)應(yīng)用于圖書館個(gè)性化推薦推送服務(wù)

AR系統(tǒng)客戶端（customer relationship management, CRM）基于圖書館借閱會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，運(yùn)用信息分析技術(shù)，可以對(duì)讀者的閱讀社會(huì)關(guān)系、閱讀內(nèi)容等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠精準(zhǔn)判斷讀者的需求、洞察用戶最新的科研走向，結(jié)合用戶相關(guān)歷史借閱數(shù)據(jù)，推斷其借閱習(xí)慣與借閱趨勢(shì)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，定制與其借閱相關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)資源。根據(jù)用戶的使用習(xí)慣推斷用戶興趣或者愛好，采用云推送策略，及時(shí)、智能地給用戶推送一些最新的書刊、資料等，有效提升圖書館在科研、教育領(lǐng)域中的作用，為科研教育工作者提供更多有價(jià)值的信息，提高服務(wù)的針對(duì)性、有效性。從技術(shù)路線角度看，使用開源的Hadoop分布式資源管理框架yarn結(jié)合通用并行計(jì)算框架spark來構(gòu)建實(shí)時(shí)推薦系統(tǒng)作為資源推送的后臺(tái)，前端使用AR APP來滿足個(gè)性化的讀者需求并將推送內(nèi)容結(jié)合到具體應(yīng)用實(shí)景中是可行的選擇。

4 小結(jié)

在當(dāng)前倡導(dǎo)“互聯(lián)網(wǎng)＋”的新常態(tài)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，AR技術(shù)在智能化圖書館中實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)讀和定位服務(wù)、資源融合服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)等多種功能，這一技術(shù)必將使圖書館的服務(wù)方式、服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)范圍等發(fā)生根本性的變革，AR技術(shù)在圖書館發(fā)展中有著極大的應(yīng)用前景。但目前仍處于起步階段[10]，仍有許多問題有待研究解決。隨著各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善、成熟，AR技術(shù)在未來智能圖書館中的應(yīng)用將會(huì)愈漸成熟，蓬勃發(fā)展。

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（修回日期：2015-11-09；編輯：魏民）

Study on Application of Augmented Reality Technology in the Intelligent Library Personalized Service in the Mobile Internet Era

ZHAO Yan-hui1, HUANG Jun2
(1. Dalian Branch, Library of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Dalian Liaoning 116600, China; 2. College of Medicine, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Dalian Liaoning 116600, China)

Abstract:Augmented reality (AR) technology is a kind of virtual information, using additional graphics or text to enhance the rendering of the real world around the world, so that the virtual information and entities in the same space coexist in the same space and achieve the effect of virtual reality, thus people’s cognition, understanding and interaction of the real thing can be enhanced. With the rapid development of mobile Internet technology, the APP AR based on the hardware of smart phones began to bring AR technology into everyday life. According to the characteristics of AR, this article discussed the application of AR technology in the library from three aspects: personalized intelligent navigation service, resource integration service and personalized recommendation and pushing notification service, which was based on the analysis of the present situation of university library service.

Key words:augmented reality (AR) technology; intelligent library; personalized service; big data

收稿日期：（2015-10-19）

基金項(xiàng)目：遼寧省“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目（201410162000012）

中圖分類號(hào)：G25

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-5707(2016)01-0047-04