虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校圖書館信息服務(wù)中的應(yīng)用

吳博

（吉林建筑科技學(xué)院 吉林省長春市 130114）

1 引言

近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，能夠高效地與許多專業(yè)融合。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、傳感技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能和行為心理學(xué)來模擬和反饋用戶的視覺、聽覺和觸覺等感官功能。高校圖書館讀者可以戴上3D眼鏡、數(shù)據(jù)手套等專用傳感設(shè)備，通過身體和自然語言進(jìn)行實(shí)時(shí)互動，從而在三維空間中無約束地觀察事物，讓用戶仿佛置身于現(xiàn)場。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展，高校圖書館的日常業(yè)務(wù)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為一種較為常見的輔助手段。國內(nèi)許多高校圖書館也嘗試?yán)锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)拓展圖書館服務(wù)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為高校圖書館開展新應(yīng)用的必要手段之一[1]。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Visual Reality，VR）是基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)開發(fā)的模擬應(yīng)用技術(shù)。它是一種人機(jī)界面，可以在人與計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境之間自然交互。用戶可以使用它來創(chuàng)建和感受虛擬世界。它集成了各種科學(xué)技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感器技術(shù)、立體顯示技術(shù)和模擬技術(shù)。用戶可以使用設(shè)備與虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有侵入性、交互性、構(gòu)想性等特點(diǎn)，它使用計(jì)算機(jī)生成的三維圖像，通過用戶的視覺，觸覺，聽覺，氣味和味道等浸入，使用戶感到置身于虛擬世界之中。在虛擬世界中，用戶能通過傳感設(shè)備與虛擬世界中的對象進(jìn)行交互[2]。例如，當(dāng)人們用手觸摸和抓住虛擬世界中的對象時(shí)，他們必須能夠獲得與現(xiàn)實(shí)世界中同樣的感覺。當(dāng)用戶沉浸在虛擬環(huán)境中時(shí)，可以學(xué)習(xí)或了解一些現(xiàn)有的或未知的信息。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校圖書館的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國外高校圖書館的應(yīng)用現(xiàn)狀

美國哈弗大學(xué)圖書館、英國牛津大學(xué)圖書館等許多國外學(xué)術(shù)性圖書館都在嘗試和開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用服務(wù)。日本東京大學(xué)圖書館在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用方面取得了許多成就，圖書館研學(xué)空間負(fù)責(zé)人表示，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)離不開計(jì)算機(jī)科學(xué)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在醫(yī)療衛(wèi)生和智能建造等領(lǐng)域具有很高的實(shí)用價(jià)值。從國外高校圖書館中VR 技術(shù)的應(yīng)用狀況來看，虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用仍處于起步階段。主要的應(yīng)用方法是非沉浸式和半沉浸式。它的主要功能是補(bǔ)充和完善高校圖書館的傳統(tǒng)服務(wù)功能，而沒有完全利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬圖書館漫游和環(huán)境模擬技術(shù)等一些虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用相對較粗糙，漫游方法相對有限。能真實(shí)反映虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要特點(diǎn)的沉浸式VR 系統(tǒng)中的大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備都處于開發(fā)和試驗(yàn)的早期階段[3]。未來基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)備研發(fā)技術(shù)將進(jìn)一步成熟，過去價(jià)格很高的設(shè)備費(fèi)用將進(jìn)一步降低，這為在大學(xué)圖書館中普及沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了機(jī)會。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國內(nèi)高校圖書館的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國圖書館的初次應(yīng)用是數(shù)字圖書館“虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)”，這是中國國家圖書館于2008年推出的中國第一個(gè)交互式虛擬數(shù)字圖書館系統(tǒng)。緊跟其后，國內(nèi)各大圖書館開始研發(fā)如何將圖書館的數(shù)字化與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合。陸續(xù)推出了虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用服務(wù)，例如上海圖書館的“VR 圖書館服務(wù)平臺”和南京大學(xué)圖書館的“3D 虛擬智能圖書館系統(tǒng)”。從那以后，國內(nèi)眾多圖書館開始探究如何能更好的將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于圖書館的日常服務(wù)中，例如廈門圖書館的虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)站和溫州圖書館的漫游之旅[4]。如今，中國還有許多使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建虛擬校園的大學(xué)，例如復(fù)旦大學(xué)和北京大學(xué)等，一些大學(xué)也已經(jīng)建立了VR 實(shí)驗(yàn)室，例如華中科技大學(xué)VR 實(shí)驗(yàn)室推出了虛擬仿真教學(xué)、三維全景漫游展示和高危行業(yè)的VR 教育培訓(xùn)等。北京大學(xué)圖書館就推出了三維全景服務(wù)，將北京大學(xué)圖書館的內(nèi)外環(huán)境各種場景展示給讀者。浙江大學(xué)圖書館在原有的三百六十度3D 校園全景基礎(chǔ)上又推出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的VR 三維漫游。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校圖書館信息服務(wù)中的創(chuàng)新應(yīng)用

4.1 多維信息資源建設(shè)

對于高校圖書館來說，信息資源的建設(shè)是其物質(zhì)基礎(chǔ)和工作基礎(chǔ)。在高等教育中高校圖書館負(fù)責(zé)服務(wù)教學(xué)、科研和行政管理。其向讀者提供各類知識信息，讓讀者方便快捷的獲取文獻(xiàn)資料，這就需要高校圖書館在信息資源建設(shè)上加大力度。信息資源的收集，分類，歸納和采編是高校圖書館的最基礎(chǔ)服務(wù)。如果沒有信息資源的建設(shè)，圖書館的數(shù)字服務(wù)將變得“毫無用處”。3D 信息資源是VR技術(shù)與信息資源的整合。其將單調(diào)的二維平面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)虛擬時(shí)空域，使這些平面的數(shù)據(jù)組成為可以“看得見且有形”的虛擬立體環(huán)境。例如氣象數(shù)據(jù)，宇宙探索數(shù)據(jù)等，在集成了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之后，這種環(huán)境與自然世界完全統(tǒng)一，可以生動直觀的比較數(shù)據(jù)。中國國家圖書館“虛擬現(xiàn)實(shí)閱讀站”系統(tǒng)的嘗試有效證實(shí)了3D 信息資源建設(shè)的應(yīng)用可行性。讀者使用“虛擬現(xiàn)實(shí)閱讀站”的硬件設(shè)備時(shí)手指會帶來虛擬書本的相應(yīng)反饋，抓取和翻頁與現(xiàn)實(shí)感受一致，仿佛置身于真實(shí)圖書館之中[5]。

4.2 數(shù)字信息資源建設(shè)

高校圖書館在其數(shù)字資源管理系統(tǒng)中利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將常規(guī)的紙質(zhì)圖書，連續(xù)出版物等文獻(xiàn)資源整合進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)了圖書和其他紙質(zhì)資源的信息和數(shù)字化。例如，以前紙質(zhì)文檔只能由傳統(tǒng)圖書館中的一位讀者借閱，但是通過文獻(xiàn)資源數(shù)字化，數(shù)百名甚至數(shù)千名讀者可以同時(shí)借閱，大大提高了文獻(xiàn)資源的利用率，它還極大減少了紙質(zhì)資源的損耗，并更好地保護(hù)了珍貴經(jīng)典書籍。由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)形成的3D 圖書館數(shù)字信息資源系統(tǒng)，支持無紙化虛擬閱讀，并有效地增強(qiáng)了圖書館的文化輸出能力。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還在高校圖書館中數(shù)字資源的信息集成中發(fā)揮著重要作用，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)級別的信息檢索數(shù)據(jù)的復(fù)雜轉(zhuǎn)換，構(gòu)建信息資源互聯(lián)，方便讀者檢索和查詢信息，提高服務(wù)效率，為讀者提供多樣化、層次化的信息資源[6]。

4.3 完善定制化信息服務(wù)功能

高校圖書館需要繼續(xù)完善其定制化服務(wù)能力，讓更多有個(gè)性化需求的讀者來利用圖書館資源。VR 技術(shù)不僅為讀者推送信息資源，而且還可以收集讀者的閱讀興趣、愛好等信息，精準(zhǔn)的推送館藏信息資源。另外，高校圖書館可以利用VR 技術(shù)對讀者開展定題跟蹤服務(wù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的虛擬化，通過互聯(lián)網(wǎng)組織和整合服務(wù)信息，將服務(wù)信息回饋給讀者，滿足讀者需求并增強(qiáng)圖書館的個(gè)性化服務(wù)，讓讀者體驗(yàn)零距離服務(wù)[7]。比如，讀者可以使用手勢來模擬在圖書館中四處走動和看書的感覺，讀者處于這樣的環(huán)境之中可以極大的提高其專注力。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以更加直觀的提取信息資源，信息使用的效率極大的提高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可用于在線課程教學(xué)，這種方法使可以在人機(jī)交互中發(fā)揮更大的作用。

4.4 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

在虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)場景中，用戶與虛擬模擬環(huán)境進(jìn)行交互，通過對事物的感知和認(rèn)知，激發(fā)用戶的發(fā)散思維，在虛擬環(huán)境中獲得各種空間和邏輯信息，用戶完全沉浸在多維度信息空間中，并可以在虛擬環(huán)境中積極開展科研活動以獲得成果。學(xué)生在逼真的環(huán)境中可以提高學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮他們的想象力，并取得顯著的學(xué)習(xí)效果。虛擬的“現(xiàn)實(shí)”環(huán)境通常不僅是單個(gè)學(xué)科知識的運(yùn)用，而且還涉及多種學(xué)科知識的應(yīng)用和組合。因此，單個(gè)學(xué)科的虛擬教學(xué)無法滿足用戶需求，此時(shí)需要多學(xué)科的知識教學(xué)來應(yīng)對所遇到的虛擬環(huán)境。高校圖書館的優(yōu)勢在與整合跨學(xué)科教育資源，憑借豐富的電子信息資源和其他大學(xué)專業(yè)所沒有的完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在高校中，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的三維沉浸式虛擬教學(xué)。VR 教學(xué)項(xiàng)目的應(yīng)用成果既要在本校各個(gè)學(xué)科之間交流，還要與其他高校的進(jìn)行共享，以提升大學(xué)圖書館的持續(xù)開放服務(wù)水平[8]。

4.5 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的閱讀推廣

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校圖書館閱讀推廣活動中的應(yīng)用越來越廣泛[9]。在制作高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)課程（線上和線下）時(shí)，圖書館與教學(xué)單位一起選擇和收集課程內(nèi)容，例如文字，音頻，視頻，圖像等，在用戶和學(xué)習(xí)資源之間架起一座橋梁。用戶可以使用特定的虛擬現(xiàn)實(shí)課程設(shè)計(jì)，例如游戲設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程，以最大程度地提高交互性和沉浸感，從而改善閱讀體驗(yàn)，提升閱讀興趣，促進(jìn)高校圖書館全面開展閱讀推廣。

4.6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在信息化建設(shè)與整合服務(wù)中的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代高校圖書館的信息化建設(shè)，利用最新計(jì)算機(jī)技術(shù)來發(fā)現(xiàn)、挖掘和組合館藏?cái)?shù)字資源，為讀者提供快捷的信息資源服務(wù)。高校數(shù)字圖書館的核心是信息資源的建設(shè)與發(fā)展，它的優(yōu)勢在于建設(shè)信息挖掘，信息提供，教學(xué)輔助和科研學(xué)習(xí)等方面。目前，高校圖書館的數(shù)字資源結(jié)構(gòu)來看，提供給讀者的信息資源大部分都是文本信息，二維圖形和圖像，缺乏3D 信息資源。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來提高大學(xué)圖書館的服務(wù)水平和質(zhì)量的階段目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)整合大學(xué)圖書館的信息資源，并對傳統(tǒng)信息資源進(jìn)行數(shù)字化，以恢復(fù)紙質(zhì)資源的原始外觀，用三維圖像形式呈現(xiàn)給讀者，并且可以實(shí)時(shí)與讀者互動，而不受時(shí)間和空間的限制。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可對文獻(xiàn)周圍環(huán)境進(jìn)行模擬3D 可視化。讀者可以使用可穿戴設(shè)備、模擬顯示設(shè)備和體感設(shè)備來實(shí)現(xiàn)多感官交互，從而獲得逼真的現(xiàn)實(shí)閱讀體驗(yàn)。圖書館的藏書空間在節(jié)省的同時(shí)又增加了館藏資源數(shù)量。同時(shí)，對于圖書館員來說，通過虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境了解館藏動態(tài)非常有用，這使得構(gòu)建和管理信息資源變得更加容易[10]。教育部“China Academic Digital Associative Library”項(xiàng)目是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在構(gòu)建數(shù)字圖書館方面的經(jīng)典案例，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將傳統(tǒng)圖書文獻(xiàn)信息化，創(chuàng)建一個(gè)帶有引導(dǎo)功能的“資源庫”，為讀者提供音頻、外形、文本等資源的集合，搭建一個(gè)全新的研學(xué)平臺。在模擬的閱讀環(huán)境中，讀者可以通過將鼠標(biāo)懸停在數(shù)字圖書上，虛擬出旋轉(zhuǎn)書本的實(shí)際動作和效果，來獲取數(shù)字資源信息。系統(tǒng)將數(shù)字資源信息提供給處于模擬環(huán)境中的讀者，閱讀效果逼真。大學(xué)圖書館基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬化了珍本圖書，讀者可以在虛擬場景中進(jìn)行閱覽，與珍本圖書零距離接觸。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，解決了傳統(tǒng)圖書館中“收集”和“使用”珍本圖書之間的問題。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讀者可以積極參與圖書資源的建設(shè)中來，并且讀者可以在虛擬閱讀時(shí)對文獻(xiàn)進(jìn)行評論、標(biāo)記和交流。制定積極的激勵(lì)措施，鼓勵(lì)讀者共享知識和信息，添加評論，以便他們可以積極進(jìn)行推薦資源。

5 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)是在人工智能時(shí)代實(shí)現(xiàn)智能創(chuàng)造感知的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于在教育、商業(yè)和航天等許多領(lǐng)域，其已從受到質(zhì)疑的階段過渡到快速發(fā)展的階段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性非常適合構(gòu)建高校圖書館的特色服務(wù)。作為高校最全面的文獻(xiàn)中心和信息中心，圖書館承擔(dān)著多種責(zé)任，是人類文化傳承的需要。一直以來，圖書館通過服務(wù)創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用來提升服務(wù)水平，從發(fā)展過程來看，只要有新技術(shù)的誕生和應(yīng)用，高校圖書館就會成為應(yīng)用探索和創(chuàng)新實(shí)踐的先驅(qū)。高校圖書館應(yīng)充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提升信息化水平，為讀者提供高質(zhì)量的特色信息服務(wù)。