5G+VR/AR技術(shù)驅(qū)動的圖書館虛擬閱讀空間構(gòu)建研究

李 林

（福建農(nóng)林大學(xué)圖書館，福建 福州 350002）

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，5G、VR/AR、3D 打印等科技“新勢力”也快速崛起。在這樣的背景下，公眾對圖書館服務(wù)的多元化需求日益增加，特別是對圖書館閱讀空間的智能化、個性化、趣味性需求更是與日俱增。面對新技術(shù)環(huán)境下用戶的各種新需求，各地圖書館借助新興技術(shù)以各種形式開展了個性化、多元化的新型閱讀空間的建設(shè)活動，吸引更多的民眾參與閱讀、樂于閱讀，達(dá)到提升廣大人民群眾文化素養(yǎng)的目的。筆者聚焦5G 與VR/AR 新技術(shù)，參考借鑒5G、VR/AR 技術(shù)在其他領(lǐng)域應(yīng)用的成功案例與經(jīng)驗，創(chuàng)新性地將5G 與VR/AR 技術(shù)引入到圖書館閱讀空間建設(shè)中，提出5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動的圖書館虛擬閱讀空間構(gòu)建思路，以期為當(dāng)前圖書館閱讀空間的建設(shè)提供新思路和新途徑，從而推動圖書館閱讀服務(wù)工作的發(fā)展。

1 5G 與VR/AR 的概念及其在圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1 5G與VR/AR的概念

（1）5G 技術(shù)的概念。5G 即第五代移動通信技術(shù)（5th Generation Mobile Communication Technology，簡稱5G），該技術(shù)是在前4 代移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有高速率、低時延、連接靈活等特點的新一代移動通信技術(shù)，是物聯(lián)世界和智慧時代實現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)的核心技術(shù)支撐。按照國際電信聯(lián)盟（ITU）所給出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，5G技術(shù)目前具有三大類應(yīng)用場景，分別是增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的互聯(lián)網(wǎng)用戶的日常應(yīng)用，超高可靠低時延通信（uRLLC）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛等對時延和可靠性具有非常高要求的行業(yè)應(yīng)用，以及海量機(jī)器類通信（mMTC）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的智慧城市等相關(guān)領(lǐng)域所涉及的以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景[1]。

（2）VR/AR 的概念。VR（虛擬現(xiàn)實）以及AR（增強(qiáng)現(xiàn)實），都是實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的相互結(jié)合，從理論上講，二者都是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一種。由于計算機(jī)仿真技術(shù)的不斷進(jìn)步，早期的虛擬現(xiàn)實技術(shù)日益趨向可以實現(xiàn)聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統(tǒng)的超強(qiáng)仿真系統(tǒng)演變即所謂的增強(qiáng)現(xiàn)實，以至于目前科技界和學(xué)術(shù)界以VR/AR 代指當(dāng)前最新的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。VR/AR 技術(shù)因具有沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性、自主性等特征，越來越受到社會各行業(yè)和公眾的認(rèn)可，用戶可以在虛擬現(xiàn)實世界中體驗到最真實的感受，有種身臨其境的感覺，從而沉浸到該環(huán)境中。通?？梢詮某两襟w驗角度將VR/AR 技術(shù)劃分為人機(jī)非交互式體驗、個人虛擬環(huán)境交互式體驗及群體虛擬環(huán)境交互式體驗等幾類。隨著VR/AR 技術(shù)的不斷成熟，目前被廣泛地應(yīng)用到教育、醫(yī)療、軍事、航空航天、工業(yè)設(shè)計、影視娛樂等不同行業(yè)[2]。

1.2 5G+VR/AR的技術(shù)特征

通過上述對5G 概念的闡釋，可以看出，假如1G 到4G 是面向個人的，那么5G 將拓展到面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市服務(wù)[3]。因此，5G時代的內(nèi)涵就是實現(xiàn)最廣泛的“5G+X”，其中的X 就代表不同行業(yè)的應(yīng)用，例如“5G+智能家居”“5G+智慧交通”“5G+智慧旅游”等，從而全面實現(xiàn)資源共享、生態(tài)共生、互利共贏、融通發(fā)展的5G 開放型新生態(tài)體系。就技術(shù)特征而言，如圖1 所示，“5G+VR/AR”表現(xiàn)為將5G 作為接入方式，通過與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)進(jìn)行融合，助力虛擬現(xiàn)實在畫面質(zhì)量、圖像處理、眼球捕捉、3D聲場、機(jī)器視覺等核心技術(shù)領(lǐng)域不斷取得突破，解決傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實被數(shù)據(jù)捕獲、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)運(yùn)算束縛的問題，提升虛擬現(xiàn)實服務(wù)的沉浸感和可靠性，從而為VR 在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新天地，推動其與智慧城市、區(qū)域文旅、文化教育、智慧工廠等行業(yè)快速融合，為人們的生活、社會的生產(chǎn)、城市的治理帶來前所未有的改變。

圖1 5G+VR/AR的技術(shù)特征

1.3 5G+VR/AR在圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

伴隨著“5G+VR/AR”技術(shù)在各個行業(yè)的不斷推廣與應(yīng)用，近年來圖書館領(lǐng)域也開展了基于“5G+VR/AR”技術(shù)的各項應(yīng)用研究，譬如，王維秋等提出了基于5G 技術(shù)的無感借閱、導(dǎo)航服務(wù)、智慧場館、云服務(wù)、信息推送、機(jī)器人服務(wù)、大數(shù)據(jù)服務(wù)及休閑娛樂8 個方面的應(yīng)用[4]。黃輝對“5G+全息投影”技術(shù)進(jìn)行研究，收集“5G+全息投影”技術(shù)在不同行業(yè)領(lǐng)域的成功應(yīng)用案例，在傳統(tǒng)的閱讀推廣方法基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于“5G+全息投影”的智慧閱讀推廣模式[5]。王秀琴等以文旅融合為背景，對“5G+VR/AR”技術(shù)在贛西圖書館文旅融合新模式中的應(yīng)用進(jìn)行了實踐探索[6]。此外，寧波圖書館結(jié)合VR 技術(shù)的優(yōu)勢，在開展閱讀推廣活動中，通過用戶調(diào)查、主題篩選、自制VR、內(nèi)容導(dǎo)讀、社會合作等方式提升活動質(zhì)量，發(fā)揮了公共圖書館在VR 領(lǐng)域知識科普和內(nèi)容導(dǎo)航的作用[7]。綜上，“5G+VR/AR”技術(shù)已經(jīng)對智慧圖書館建設(shè)、圖書館閱讀推廣、圖書館文旅融合服務(wù)等各方面產(chǎn)生了重要的影響，促使圖書館各項服務(wù)進(jìn)行變革，提升圖書館的服務(wù)效能。

2 當(dāng)前圖書館閱讀空間建設(shè)面臨的問題與挑戰(zhàn)

2.1 空間資源緊缺

近年來，國家及社會各界非常重視圖書館的建設(shè)與發(fā)展，對于圖書館的資金支持力度不斷增加，圖書館的藏書量日益增多，導(dǎo)致當(dāng)前圖書館所共同面臨的一個問題就是空間資源越來越緊張。相應(yīng)的圖書館界積極推動空間改造，構(gòu)建相應(yīng)的智慧閱讀空間浪潮便是在這樣的背景下產(chǎn)生的。圖書館閱讀空間資源的日益不足，是當(dāng)前圖書館閱讀空間建設(shè)面臨的一個首要問題。尤其為了推動閱讀活動深入開展，很多圖書館均與社會團(tuán)隊和組織合作，并為其活動開展提供場館預(yù)約服務(wù)，由于社會各界對圖書館場地需求較大，而且圖書館自身場地資源有限，致使圖書館的閱讀場所每天使用的情況基本都處于飽和狀態(tài)，大部分讀者需求未能得到滿足，這在一定程度上限制了圖書館閱讀活動的廣泛開展。

2.2 讀者參與度較低

盡管我國互聯(lián)網(wǎng)的普及率非常高，但是目前大多數(shù)圖書館閱讀活動還是以線下的讀書會、沙龍、閱讀分享會等形式為主。線下閱讀活動可以給讀者營造面對面互動交流的閱讀環(huán)境，取得的閱讀效果整體較好。但是，組織開展線下的閱讀活動，需要讀者出席現(xiàn)場，時空成本較大，尤其是一線及省會等大城市，空間距離較遠(yuǎn)，很多讀者到達(dá)現(xiàn)場往往需要數(shù)小時的通勤時間，以至于很多讀者現(xiàn)場參與的積極性受到影響，這種閱讀需求與參與意愿之間的矛盾，導(dǎo)致圖書館閱讀空間建設(shè)面臨社會需求量較大，但是讀者參與現(xiàn)場閱讀活動的積極性不高。

2.3 新興技術(shù)應(yīng)用不足

5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)是智慧圖書館建設(shè)的重要支撐，也是數(shù)字時代建設(shè)圖書館閱讀空間的重要手段。目前很多圖書館都在開展相應(yīng)的智慧圖書館建設(shè)工作，其中也包括對圖書館智慧閱讀空間的建設(shè)。然而由于圖書館自身在技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)置的局限，對新興技術(shù)的應(yīng)用和布局不足，致使其在開展閱讀空間相應(yīng)的智慧服務(wù)時還存在數(shù)據(jù)傳輸共享不暢通、智能服務(wù)承載能力有限等問題，這些問題的存在對圖書館閱讀空間效能的發(fā)揮起到了一定的限制作用，因此，加強(qiáng)新興技術(shù)的應(yīng)用，提高圖書館閱讀空間的智慧化服務(wù)水平，通過技術(shù)創(chuàng)新來提高讀者參與的積極性，將是當(dāng)前圖書館閱讀空間建設(shè)面臨的一項重要挑戰(zhàn)。

3 5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動的圖書館閱讀空間變革

3.1 技術(shù)賦能，打破傳統(tǒng)時空限制

如上所述，空間資源緊缺是當(dāng)前圖書館閱讀空間建設(shè)面臨的重要問題，將5G+VR/AR 技術(shù)應(yīng)用于圖書館閱讀空間的建設(shè)中，可以將傳統(tǒng)的圖書館館藏圖書、音視頻等實物資料轉(zhuǎn)化為虛擬的數(shù)字資源，這樣不僅可以減少實物對空間資源的需求，而且可以通過打造相應(yīng)的“虛擬數(shù)字閱讀空間”，360°實景還原線下場景，打破傳統(tǒng)圖書館閱讀空間的時空限制，讓讀者漫步云端“逛”全景空間，“賞”全景圖書，從而將圖書館閱讀空間的建設(shè)從以“書”為中心，轉(zhuǎn)變成以“人”為中心，這樣讀者就不再受傳統(tǒng)圖書館閱讀空間資源不足的限制，隨時隨地對虛擬閱讀空間的資源進(jìn)行訪問。例如，美國賓漢姆頓大學(xué)圖書館利用VR/AR 技術(shù)，開發(fā)了閱讀交互體驗系統(tǒng)，將古籍的原始手稿投影在空白書本上，讀者通過圖書館提供的相應(yīng)終端設(shè)備就可以閱讀相應(yīng)的古籍內(nèi)容，這樣不僅可以同時滿足大量讀者的閱讀需求，同時也對古籍善本進(jìn)行了有效保護(hù)，起到了一舉兩得的效果[8]。

3.2 優(yōu)化服務(wù)，提升讀者閱讀興趣

5G+VR/AR 技術(shù)的應(yīng)用對優(yōu)化圖書館閱讀空間服務(wù)具有重要作用。利用5G+VR/AR 技術(shù)建設(shè)相應(yīng)的虛擬閱讀空間，可以營造沉浸式的閱讀氛圍，通過情景帶入、互動交流來激發(fā)讀者的閱讀興趣。具體而言，虛擬閱讀空間不僅可以將實體的2D 出版物，尤其是繪本、漫畫等作品，升級為3D 全景視圖，從而將圖書館館藏的圖文、音視頻等資料變得更加生動立體，提升讀者的閱讀體驗，而且還可以通過線上的互動交流，打造與線下閱讀相同的閱讀場景，通過“云端”開展讀書會、沙龍、閱讀分享會等，調(diào)動讀者閱讀的積極性，增強(qiáng)閱讀活動的趣味性與互動性，達(dá)到提升讀者閱讀興趣的效果。

3.3 轉(zhuǎn)型升級，營造圖書館閱讀服務(wù)新業(yè)態(tài)

隨著5G+VR/AR 技術(shù)在圖書館領(lǐng)域的不斷廣泛應(yīng)用，越來越多的圖書館閱讀服務(wù)業(yè)態(tài)將面臨轉(zhuǎn)型升級。這不僅將進(jìn)一步改造圖書館閱讀空間中各類基礎(chǔ)設(shè)施，不斷推動著閱讀服務(wù)內(nèi)容的升級迭代，同時也加速了整個閱讀服務(wù)系統(tǒng)的進(jìn)化和完善，通過5G+VR/AR 與圖書館閱讀空間深度融合，更能催生出新的閱讀服務(wù)價值體系、業(yè)態(tài)模式。5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動下圖書館閱讀空間的變革不僅僅局限于上述的打破圖書館閱讀空間時空限制的束縛，對讀者閱讀興趣的激發(fā)，還包括地方特色文化、文旅融合等閱讀服務(wù)新業(yè)態(tài)在圖書館虛擬閱讀空間中的體現(xiàn)，通過打造相應(yīng)的“地方特色文化虛擬閱讀空間”，實現(xiàn)數(shù)字文旅融合，從而突破傳統(tǒng)圖書館閱讀空間對“書”的閱讀，實現(xiàn)對“文化”的傳承，拓展圖書館閱讀空間的功能。

4 5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動的圖書館虛擬閱讀空間構(gòu)建方案

5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動的圖書館虛擬閱讀空間構(gòu)建需要從技術(shù)模塊、智能服務(wù)平臺和虛擬閱讀場景3個維度實施，如圖2所示。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)讀者與讀者、讀者與虛擬閱讀場景、智能服務(wù)平臺與虛擬閱讀場景間共聯(lián)互通，構(gòu)建5G 與AR/VR 互聯(lián)融合的虛擬閱讀環(huán)境，基于AR/VR 結(jié)合可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實眼鏡、增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備打造虛擬閱讀場景，并融入智能技術(shù)為讀者提供多元化服務(wù)，使讀者在虛擬閱讀空間能充分感知，獲得良好的閱讀體驗。

圖2 5G+VR/AR技術(shù)驅(qū)動的圖書館虛擬閱讀空間構(gòu)建體系框架

4.1 技術(shù)模塊

技術(shù)模塊需要應(yīng)用到5G 技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、AR/VR 技術(shù)、日志挖掘技術(shù)。5G 網(wǎng)絡(luò)為圖書館虛擬閱讀空間提供底層網(wǎng)絡(luò)支持，并與智能服務(wù)平臺、可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備、傳感器設(shè)備實現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)聯(lián)通，保障各個層面數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定。大數(shù)據(jù)技術(shù)嫁接到智能服務(wù)平臺，依靠算法工具、Hadoop 集群架構(gòu)實現(xiàn)對讀者信息、虛擬閱讀空間情景信息、圖書館數(shù)字資源的采集與挖掘，精準(zhǔn)分析用戶需求，為用戶提供智能服務(wù)。日志挖掘技術(shù)會對讀者瀏覽網(wǎng)站的日志記錄進(jìn)行深度挖掘，精準(zhǔn)勾勒出讀者畫像，并對讀者興趣習(xí)慣、行為偏好有效標(biāo)注，反饋出用戶的個性化特征，為VR/AR 設(shè)備構(gòu)建出滿足用戶個性化需求的虛擬閱讀場景提供參考與指導(dǎo)[7]。VR/AR 技術(shù)借助可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實眼鏡等根據(jù)讀者的個性化需求塑造虛擬閱讀場景，保障每個虛擬閱讀場景能帶給讀者良好的沉浸式閱讀體驗。

4.2 智能服務(wù)平臺

智能服務(wù)平臺是圖書館虛擬閱讀空間的神經(jīng)中樞。一方面，智能服務(wù)平臺依靠分布在圖書館各處的智能傳感器設(shè)備實現(xiàn)對讀者行為動態(tài)、空間場景信息的采集分析，對讀者的閱讀需求精準(zhǔn)定位；另一方面，智能服務(wù)平臺根據(jù)讀者的個性化閱讀需求為讀者量身打造虛擬閱讀解決方案，通過智能匹配虛擬閱讀資源、智能生成虛擬閱讀場景、智慧感知讀者閱讀狀態(tài)、智慧分析讀者閱讀障礙，為讀者在虛擬閱讀過程中提供智慧答疑、智能導(dǎo)航、信息檢索、文獻(xiàn)查詢、科技查新、數(shù)據(jù)共享等服務(wù)，保障讀者在虛擬閱讀過程中良好的閱讀服務(wù)體驗[8]。

4.3 虛擬閱讀場景

5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動下的圖書館虛擬閱讀空間構(gòu)建需要基于讀者不同的個性化閱讀偏好塑造不同的虛擬閱讀場景，既要對讀者的個性化需求智能感知、精準(zhǔn)對接，應(yīng)用過程也要使讀者能夠可接受、可共享，能夠完全沉浸。一方面，圖書館借助5G 網(wǎng)絡(luò)、VR/AR 設(shè)備打造共享化的虛擬閱讀場景，使讀者可隨時隨地借助智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備進(jìn)行沉浸式虛擬閱讀；另一方面，圖書館通過評估虛擬閱讀場景與讀者個性化閱讀需求間的匹配度衡量虛擬閱讀空間的服務(wù)效果，根據(jù)讀者不斷遷移的行為偏好和閱讀習(xí)慣對虛擬閱讀服務(wù)方案不斷調(diào)整與優(yōu)化，并對虛擬閱讀場景的服務(wù)內(nèi)容、場景布局、場景元素不斷優(yōu)化與重構(gòu)，使虛擬閱讀場景服務(wù)能與讀者的興趣習(xí)慣變化同步適應(yīng)，保證圖書館的虛擬閱讀服務(wù)具有良好的用戶滿意度。

5 結(jié)語

5G+VR/AR 技術(shù)作為人工智能時代新的技術(shù)實踐體系，為圖書館閱讀空間構(gòu)建提供了全新的視野，它區(qū)別于圖書館傳統(tǒng)的閱讀共享空間，打破時空壁壘，以讀者為中心，通過運(yùn)用新一代5G 技術(shù)、VR/AR 技術(shù)、大數(shù)據(jù)算法、智能工具為讀者搭建智能服務(wù)平臺、虛擬閱讀場景，能在有效激發(fā)讀者的閱讀興趣的前提下，滿足讀者的沉浸式閱讀需求。在5G+VR/AR 技術(shù)驅(qū)動下，圖書館的閱讀服務(wù)方式、服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)模式得以革新和優(yōu)化，這對改善當(dāng)前圖書館閱讀空間建設(shè)面臨的問題具有重要意義。因此，將5G+VR/AR 技術(shù)應(yīng)用到圖書館閱讀空間建設(shè)中將成為未來圖書館的發(fā)展趨勢。