移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的圖書(shū)館創(chuàng)新體驗(yàn)研究

摘 要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新型信息技術(shù)，因移動(dòng)設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展而逐漸應(yīng)用于大眾生活中。本文根據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的功能和特點(diǎn)，從圖書(shū)館室內(nèi)指引服務(wù)、書(shū)架定位、館藏資源以及信息推送這四個(gè)方面探討增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于提升圖書(shū)館用戶體驗(yàn)的作用。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；圖書(shū)館；創(chuàng)新體驗(yàn)

0 概述

圖書(shū)館豐富的館藏資源供人們借閱獲取知識(shí)，傳統(tǒng)的圖書(shū)館一般以一排排書(shū)架為基礎(chǔ)，按照一定的學(xué)科分類區(qū)分區(qū)域。在借閱系統(tǒng)中，每本書(shū)有一串編碼，代表了在某固定書(shū)架的固定位置上。這樣的編排方式雖然方便管理，對(duì)于借閱者來(lái)說(shuō)卻不容易理解。根據(jù)圖書(shū)館實(shí)地調(diào)查結(jié)果表明，借書(shū)途徑通常是：在網(wǎng)上查詢書(shū)籍→記錄下該書(shū)籍的書(shū)架位置編碼→尋找相應(yīng)樓層和書(shū)架區(qū)域→瀏覽書(shū)架上書(shū)籍→找到書(shū)籍。大多數(shù)的借閱者表示這樣的尋找方法不是很方便。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和科技的發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸進(jìn)入大眾的生活。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR），是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)，從而提高用戶對(duì)真實(shí)世界的感知和理解。這種技術(shù)最早于90年代提出，如今有著廣泛的應(yīng)用前景。移動(dòng)設(shè)備的迅速發(fā)展也為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了新的應(yīng)用平臺(tái)，目前移動(dòng)設(shè)備如智能手機(jī)、平板等都配備有高清攝像頭，藍(lán)牙無(wú)線接口以及定位芯片等等，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的移動(dòng)應(yīng)用也越來(lái)越多。

將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于圖書(shū)館的體驗(yàn)中，可將傳統(tǒng)的參與方式轉(zhuǎn)變?yōu)榻换ナ降膮⑴c方式，使人們獲得多感官的體驗(yàn)，使圖書(shū)館充分發(fā)揮其作用。

1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展

1992年，波音公司的Caudell和同事Mizell提出“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality）”一詞，[1]來(lái)描述通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場(chǎng)景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中，無(wú)縫結(jié)合，成為一個(gè)更完整的部分，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”，增強(qiáng)用戶的視覺(jué)感受。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)有兩種實(shí)現(xiàn)方式：屏顯式和光學(xué)透視式。

屏顯式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，指的是基于顯示器的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)方案。攝像機(jī)攝取真實(shí)世界的圖像與計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)產(chǎn)生虛擬景象合成，并最終輸出到屏幕顯示器上。用戶從屏幕上看到最終的增強(qiáng)場(chǎng)景的影像。例如，近年來(lái)在電視直播的體育賽事中就常用到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在倫敦奧運(yùn)會(huì)的直播節(jié)目上，游泳賽道上會(huì)出現(xiàn)選手是第幾泳道的數(shù)字、領(lǐng)先的線、國(guó)家的國(guó)旗等元素，但這些元素在比賽現(xiàn)場(chǎng)并不存在，是由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬圖像疊加到比賽視頻上，播出時(shí)收看電視的觀眾就能看到。再如，最近流行起來(lái)的利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教科書(shū)，通過(guò)用手機(jī)掃描增強(qiáng)技術(shù)的化學(xué)元素結(jié)構(gòu)圖片，原來(lái)二維的圖片在手機(jī)屏幕上可以是三維的虛擬模型，用戶可以旋轉(zhuǎn)，以不同角度查看，豐富了學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

光學(xué)透視式的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，需要利用頭盔式的顯示器，將超小型面板的影像經(jīng)由小型光學(xué)鏡頭傳至眼鏡的鏡頭部分，然后通過(guò)技術(shù)使之反射，從而將影像送入眼睛。例如，谷歌公司開(kāi)發(fā)的Google Glass，它可以將數(shù)據(jù)投射到用戶右眼上方的小屏幕上，顯示效果如同2.4米外的25英寸高清屏幕，這種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)橛脩魩?lái)沉浸式的體驗(yàn)。

近年來(lái)移動(dòng)設(shè)備發(fā)展迅速，智能手機(jī)和平板電腦的配置已經(jīng)能夠滿足增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟硬件要求，同時(shí)移動(dòng)設(shè)備具有方便攜帶和使用率高的特點(diǎn)，將智能移動(dòng)設(shè)備作為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的平臺(tái)，是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在展館中的應(yīng)用現(xiàn)狀

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，即基于移動(dòng)終端的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與移動(dòng)終端相結(jié)合的產(chǎn)物。目前，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)給移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶帶來(lái)了全新的用戶體驗(yàn)，這引起了國(guó)內(nèi)外展館界的極大興趣，國(guó)內(nèi)外的一些展覽館、圖書(shū)館、機(jī)構(gòu)等開(kāi)展了一些實(shí)驗(yàn)性的探索項(xiàng)目。

（1）再現(xiàn)歷史與展覽講解。在香港國(guó)際藝術(shù)博覽會(huì)上，香港城市大學(xué)利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)向觀眾展示了一般人無(wú)法看到的敦煌壁畫(huà)。展出的壁畫(huà)墻面斑駁，只能依稀看到一些基本輪廓，但當(dāng)用戶通過(guò)iPad屏幕對(duì)準(zhǔn)只有基本輪廓的墻面時(shí)，能夠在屏幕上看到色彩非常豐富的、細(xì)節(jié)非常完整的敦煌壁畫(huà)。由英國(guó)約克市議會(huì)支持制作的“約克市全息之旅”應(yīng)用程序（City of York Hologram Tour）為使用智能手機(jī)的游客提供娛樂(lè)和教育服務(wù)。首先，在約克市的景點(diǎn)前放置一個(gè)全息圖像標(biāo)識(shí)，提醒游客此處有全息景點(diǎn)的信息。游客安裝此應(yīng)用后，將手機(jī)對(duì)準(zhǔn)某個(gè)特定景點(diǎn)，一個(gè)穿戲服的虛擬人物就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上，并為用戶表演一段有關(guān)歷史的短劇，用戶還可以跟這個(gè)虛擬人物合影留念。通過(guò)這款應(yīng)用可以在這所古老的城市內(nèi)為游客創(chuàng)造一種全新的數(shù)字體驗(yàn)，尤其受到年輕一代游客的歡迎。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可將數(shù)據(jù)輕松附加到現(xiàn)實(shí)物體上，可以讓觀眾在參觀的同時(shí)，通過(guò)周圍疊加數(shù)字圖片、在線學(xué)習(xí)資料以及博物館相關(guān)學(xué)術(shù)信息，豐富了觀眾的信息來(lái)源，提升了觀眾的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓整個(gè)參觀過(guò)程更有交互性，觀眾通過(guò)查看相關(guān)數(shù)據(jù)、圖片、視頻和相關(guān)深度閱讀，建立了一種以探究為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，促進(jìn)用戶對(duì)關(guān)注對(duì)象的深層含義的理解。

（2）書(shū)籍定位與管理。美國(guó)邁阿密大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)教授Bo Brinkman和助手Matt Hodges開(kāi)發(fā)出了一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件ShelvAR，可以幫助圖書(shū)管理員更有效率地排列圖書(shū)。[2]ShelvAR由一個(gè)Android軟件和一套編碼標(biāo)簽組成，當(dāng)圖書(shū)館管理員在手機(jī)或者平板電腦上對(duì)準(zhǔn)書(shū)架使用該軟件時(shí)，ShelvAR可以掃描書(shū)籍上的標(biāo)簽，然后與編碼規(guī)則對(duì)比，以勾叉的形式指出圖書(shū)是否放置正確。如果某本圖書(shū)的位置放置錯(cuò)誤，軟件會(huì)通過(guò)綠色的左右方向箭頭來(lái)提示圖書(shū)的正確位置。Brinkman表示，目前圖書(shū)館的書(shū)籍都是靠管理員手動(dòng)整理，使用該軟件可以節(jié)省管理員不少的時(shí)間。除了發(fā)現(xiàn)亂架圖書(shū)，還可以完成藏書(shū)清點(diǎn)等任務(wù)，極大地方便了圖書(shū)管理人員的工作。

（3）原始文獻(xiàn)保護(hù)。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)和約翰·里蘭茲大學(xué)圖書(shū)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，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以幫助讀者充分接觸到原始文獻(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，同時(shí)又保護(hù)古文獻(xiàn)不因頻繁使用而受損。在查閱手稿、標(biāo)志性版本和文獻(xiàn)檔案原稿時(shí)，可以突破原稿保護(hù)的限制，在原稿周圍顯示數(shù)字圖片、文本、在線學(xué)習(xí)資料以及博物館圖書(shū)館和其他機(jī)構(gòu)收藏的相關(guān)資料，讀者也可以對(duì)數(shù)字版進(jìn)行放大，查看一些細(xì)小的細(xì)節(jié)、聆聽(tīng)中古英語(yǔ)朗讀、查找數(shù)據(jù)、閱讀其他文獻(xiàn)、與其他資料做對(duì)照等等。[3]這些對(duì)我們圖書(shū)館今后的發(fā)展都是一種有益的借鑒。

2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)下圖書(shū)館的體驗(yàn)創(chuàng)新

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與圖書(shū)館的結(jié)合，能拓展圖書(shū)館業(yè)務(wù)范圍，創(chuàng)新圖書(shū)館服務(wù)方式，提供更加人性化和個(gè)性化的服務(wù)。

2.1 圖書(shū)館室內(nèi)導(dǎo)航

讀者在一個(gè)圖書(shū)館空間中，需要清晰準(zhǔn)確地獲得方位信息，例如不同資料的區(qū)域位置，緊急出口的位置等等。目前的圖書(shū)館采用平面圖指引和指示標(biāo)志指引的方式，讀者需要找到平面圖或指示標(biāo)志，再根據(jù)信息判斷，這樣的方式不夠直接。

但應(yīng)用了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)之后，可以在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上，呈現(xiàn)二維或者三維的地圖導(dǎo)航，甚至可以加入語(yǔ)音指引功能，方便讀者很快地找到目標(biāo)地點(diǎn)。導(dǎo)航功能需要室內(nèi)定位的技術(shù)，目前，來(lái)自芬蘭奧盧大學(xué)（University of Oulu）的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出利用地磁來(lái)定位的室內(nèi)定位系統(tǒng)IndoorAtlas，[4]將他們的研究成果和智能手機(jī)相結(jié)合，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)導(dǎo)航，且精度可以保持在1米之內(nèi)，這非常有利于我們進(jìn)行圖書(shū)館的室內(nèi)導(dǎo)航探究。

2.2 圖書(shū)館書(shū)架定位

根據(jù)走訪多家圖書(shū)館的實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)圖書(shū)館采用一套編碼體系，運(yùn)用英文與數(shù)字結(jié)合的方式，將書(shū)籍按照所屬的學(xué)科、館藏以及書(shū)架進(jìn)行排列。這樣做的好處方便了圖書(shū)管理員的管理工作并且方便讀者在電腦上進(jìn)行書(shū)籍的搜尋，但是讀者想要在偌大的圖書(shū)館和書(shū)架上找到目標(biāo)書(shū)籍卻不是那么方便，讀者需要將這串編碼記錄下來(lái)，再依照編碼去尋找書(shū)架，找到書(shū)架后還要一一搜尋目標(biāo)書(shū)籍，非常不方便。

國(guó)外開(kāi)發(fā)的SelvAR軟件，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了書(shū)架定位的功能。我們可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)書(shū)架定位的功能，讀者使用移動(dòng)設(shè)備掃描書(shū)架，當(dāng)目標(biāo)書(shū)籍出現(xiàn)時(shí)，給予讀者一個(gè)明顯的反饋，如目標(biāo)書(shū)籍處出現(xiàn)一個(gè)圖標(biāo)等等。

2.3 館藏資源的利用

將一些書(shū)籍植入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將相關(guān)的音頻視頻資料植入，豐富紙質(zhì)書(shū)的內(nèi)容。讀者在閱讀時(shí)可以獲得豐富的內(nèi)容，有助于更好地學(xué)習(xí)和理解。

同時(shí)，有一些館藏資源是非常珍貴的文獻(xiàn)資料，也可以利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將他們做成電子化的，可以讓更多的讀者獲得珍貴的文獻(xiàn)資料，而不用擔(dān)心文獻(xiàn)資料被過(guò)多地使用而造成損耗的問(wèn)題，這些都有助于圖書(shū)館館藏資源的利用。

2.4 信息推送服務(wù)

圖書(shū)館的信息推送還是非常傳統(tǒng)的方式，如在入口處放置一些公告板，在大屏幕上滾動(dòng)播放一些活動(dòng)信息等等，這些信息雖然擺在那里，卻很少被注意，宣傳效果較弱。而且傳統(tǒng)的宣傳方式需要制作成海報(bào)或展板，一旦被制作出來(lái)，再更改耗時(shí)耗力耗成本，因此傳統(tǒng)的信息推送存在一定的滯后性。

運(yùn)用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，相當(dāng)于利用讀者的移動(dòng)設(shè)備，打造一個(gè)信息獲取平臺(tái)。例如，讀者走進(jìn)圖書(shū)館，打開(kāi)手機(jī)和應(yīng)用，就能獲得新書(shū)介紹、活動(dòng)信息等等；讀者掃描不同的館藏室，可以獲得相應(yīng)館藏室的信息介紹等等；讀者掃描書(shū)籍，可以獲得書(shū)籍的基本信息，借閱權(quán)限，甚至可以加入讀者評(píng)論的功能，讓讀者與讀者間產(chǎn)生社交和互動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一個(gè)新興技術(shù)，該技術(shù)仍處于探索階段，因此將此技術(shù)應(yīng)用于圖書(shū)館中，也是一個(gè)探索性的嘗試。不過(guò)，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書(shū)館中的應(yīng)用，能拓展圖書(shū)館業(yè)務(wù)的范圍，創(chuàng)新圖書(shū)館服務(wù)方式，提供更加人性化和個(gè)性化的體驗(yàn)，具有一定的發(fā)展前景。國(guó)外的一些政府和教育機(jī)構(gòu)也十分關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展，進(jìn)行了許多探索性的項(xiàng)目。

在今后的發(fā)展中，我認(rèn)為圖書(shū)館要積極地跟進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展，多多探索技術(shù)結(jié)合的可能性，可以進(jìn)行合作試驗(yàn)，利用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將圖書(shū)館的館藏資源以及創(chuàng)新體驗(yàn)做得更好。

參考文獻(xiàn)：

[1] Caudell T P，Mizell D W . Augmented Reality：An Application of Heads-upDisplay Technology to Manual Manufacturing Processes[C] . USA：Proceedings of the Twenty-Fifth Hawaii International Conferenceon.IEEE，1992.

[2] Brinkman B，Brinkman S.AR in the library：A pilot study of

multi-target acquisition usability[C] . Mixed and Augmented Reality（ISMAR），2013 IEEE International Symposium on.IEEE，2013：241-242.

[3] Special collections using augmented reality to enhance learning andTeaching（SCARLET）[EB/OL] . http：//www.jisc.ac.uk/whatwedo/programmes/elearning/Itig/scarlet.aspx . 2012-07-25.

[4] 中國(guó)科技網(wǎng).首款手機(jī)室內(nèi)地磁定位導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)需藍(lán)牙信號(hào)或Wi-Fi[J].黑龍江科技信息，2014（16）.

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)虝月叮?991—），女，上海人，上海交通大學(xué)媒體與設(shè)計(jì)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)研究生三年級(jí)，研究方向：信息設(shè)計(jì)，交互設(shè)計(jì)。