移動互聯網時代下的增強現實技術(AR)在智能圖書館中個性化應用的探究

黃 均

（遼寧中醫藥大學，遼寧 大連 116600）

移動互聯網時代下的增強現實技術(AR)在智能圖書館中個性化應用的探究

黃 均

（遼寧中醫藥大學，遼寧 大連 116600）

AR是一種利用附加的圖形或文字信息等虛擬信息，對周圍真實世界的場景進行渲染增強，讓虛擬信息與實體事物同時在同一個空間共存，實現虛實融合的效果，從而增強人們對實體事物的認識、理解和交互的高新技術。隨著移動互聯網技術的快速發展，以智能手機為硬件基礎的AR APP開始將AR技術帶入到日常生活當中。文章根據AR的特點，在現階段高校圖書館業務現狀分析的基礎上，提出AR技術在圖書館中的個性化智能導航服務、光學字符識別、圖書智能排架及資源融合、基于大數據環境下的移動AR技術應用于圖書館信息智能云推送服務以及AR技術應用于圖書館智能人臉識別系統等五個方面探討了AR技術在智能圖書館中的應用。

增強現實技術；智能圖書館；個性化服務；大數據

1 AR技術的相關概述

AR技術是在虛擬現實技術基礎上發展起來的一種新興技術，其利用附加的圖形或文字信息等虛擬信息，對周圍真實世界的場景進行渲染，讓虛擬信息與實體事物同時在同一個空間共存，實現虛實融合的效果，從而增強人們對實體事物的認識、理解和交互的高新技術。[1]

自從二十世紀九十年代 AR技術的概念被提出以來，在互聯網技術的推動下傳統的 AR技術已經在工業、醫療、娛樂等行業蓬勃發展[2]，但是由于AR技術對于硬件設備條件要求過高，AR技術還未真正應用到普通民眾生活中。但隨著今年來科技的飛速發展，CPU、顯示器和GPS性能的大幅提升，尤其是自2012年移動互聯網元年以來，智能終端的性能飛速提升和平民化，其已經能夠滿足 AR技術的軟硬件需求和市場前景。伴隨著 AR技術的逐步成熟及其強大的應用價值的體現，引起了歐美國家的圖書館的極大興趣，目前在歐美國家尤其是在美國一些大型圖書館已經將 AR技術應用到了圖書館的日常業務中。移動 AR技術使得圖書館與讀者之間有了一種新的溝通媒介，它可以使實體圖書館、虛擬圖書館（包括圖書館網站、APP、數字圖書館等）、移動通信以及AR技術深度融合在一起，拓展了圖書館業務，提升了讀者的體驗，為智能圖書館建設提供了一個行業解決方案。

2 AR智能圖書館建設的核心技術體系

AR智能圖書館系統實現實體圖書館和虛擬信息的無縫對接，從而達到增強讀者對圖書資料的相關信息的了解、認知的目的，具有真實性、生動性、實用性和實時互動性的特點。AR智能圖書館的核心技術體系主要包括四個方面分別是：虛實融合的顯示技術、人機交互系統設計、跟蹤定位技術以及大數據分析算法技術[3]。其中虛實融合的顯示技術關鍵包括：顯示屏的像素識別能力、顯示屏的3D加速和渲染能力，人機交互系統的關鍵包括;多點觸控的實現、軟件前端的設計以及設備的人體科學設計。跟蹤定位技術的關鍵包括：高精度GPS信號的處理速度、3G/4G/WiFi通信的設計以及電子羅盤的精密度控制。大數據分析算法技術的關機包括：AR系統后臺的CPU性能強弱、GPU的處理能力以及數據分析算法的設計。

3 AR技術在國內圖書館中應用的現狀分析

據調查數據顯示，目前在國內各大高校、科研機構和社會圖書館中尚未大規模使用 AR技術，僅有的幾所高校僅僅使用 AR技術作為初期探索性試驗并未向用戶開放使用。絕大部分圖書館還是使用傳統的服務方式，讀者使用圖書館的方式也是以傳統為主，大部分讀者一般都親自去圖書館查找自己想要的資料，而查找的方式也相對單一，一般都是手動查找，這樣不僅效率低下，而且準確度也不高。信息的供需極度不平衡，讀者要找一份資料往往要花上很多時間、而圖書館的資源也不能夠有針對性地推送給讀者。有的圖書館雖然是配備了數字圖書館，但是由于目前數字圖書館所包含的信息面不夠廣，利用率不高，而且使用起來也不方便，用戶體驗不佳，人機交互性差。所以根據調查七成讀者根本就不習慣用數字圖書館。另外據調查發現國內許多高校的數字圖書館的大部分功能均處于閑置狀態，圖書館每年花巨額維護數字圖書館卻一直是處于閑置狀態，這極大地浪費了資源，而 AR技術這一新興便捷的技術大部分的圖書館員和讀者表示都不清楚，這是亟待解決的行業問題。

4 AR技術在我國圖書館智能化建設中的應用前景

如今在國家“互聯網+”的戰略環境下，各種更為先進的現代化技術已應用到圖書館服務中。AR技術使圖書館與用戶之間有了一種新的溝通媒介，AR技術為圖書館紙質與數字館藏帶來了意義深遠的機會。它可以使實體圖書館、虛擬圖書館結合起來，在移動互聯網時代下，對傳統圖書館的發展起到了很大的作用，使傳統圖書館轉變為移動互聯網時代的智能圖書館，開創圖書館服務的新方式，將會給圖書館服務帶來一次大革命。

4.1AR技術應用于圖書館個性化智能導航和圖書個性化定位服務

在國家科教興國的戰略環境下，國內的圖書館面積越來越大，目前國內圖書館的布局較為分散，且大多都缺乏有效的路徑指引，這種功能上的不足讓讀者查找資料的效率大大降低，也降低了讀者的閱讀體驗。隨著以Google地圖為代表的電子地圖技術和地理位置服務(LBS)技術的快速發展，以及移動通信技術的革新，已經有少部分大型圖書館嘗試性地開發了圖書館電子地圖導航系統。LBS應用結合AR技術，能夠為用戶提供實時的路徑指向，用戶體驗更加生動。圖書館使用 QR碼標識系統來對現實場景進行實時標記和定位，讀者通過在數字圖書館中檢索自己想要找的資料，然后數字圖書館WEB端結合館藏資源位置數據庫給出相應的QR碼，讀者通過AR應用終端拍攝QR碼獲得相應的路線指導方案，讀者再通過貼紙書架上的位置 QR信息碼即可隨時更新和校正路線，即時獲得相關的地圖指引和導航信息，通過這樣的方式高效率地引導讀者找到自己想要找的書本和資料。利用圖書館的LBS服務，讀者也可以在館內使用手機搜索圖書，LBS系統根據讀者的當前位置，定位到讀者要找的文獻資料具體位置，為讀者提供前往目標圖書的指引行進路線，幫助讀者快速找尋到自己所要找的資料。這種實體圖書+WEB+APP深度融合的三位一體圖書定位方案極大地提升了讀者的閱讀體驗和查找效率。

4.2AR技術應用于光學字符識別(OCR)

美國一家軟件公司在四年前開發了一款基于 AR技術的光學字符識別（OCR）翻譯軟件，用戶點開AR APP后，只要將攝像頭對準要識別的文字，手機屏幕上馬上就會浮現翻譯之后的語言文字[4]。AR APP可包含識別、翻譯、替代的功能，使用非常簡便，它利用OCR技術識別文字，再通過字典進行查找翻譯，然后使用 AR技術將翻譯過的文字覆蓋在原有文字上。目前這項技術已被蘋果公司買斷專利，將這項技術運用到IOS系統的光電識別項目。而該技術目前國內成熟的僅有金山公司的金山詞霸APP。

使用OCR技術的AR應用不僅可以使讀者更好地理解所閱讀的內容，同時還高效率地拓展了讀者的學習資源，極大地提升了閱讀體驗。尤其是對于語言障礙的讀者建筑金山詞霸這樣的光電識別軟件學習非母語類的資料會更有效率。圖書館可以與成熟的OCR技術提供商進行深度合作，將AR技術與OCR技術深度結合，提升讀者的閱讀效率和體驗。

4.3AR技術應用于圖書智能排架及資源融合

將 AR技術的定位導航功能和光點識別功能深度結合起來可以實現新的圖書定位功能，可以極大地減輕圖書館員整理書架的繁瑣工作的負擔。美國邁阿密大學圖書館就利用這一技術有效地解決了圖書排架的繁瑣工序[5]。該AR軟件依賴于書本上的一個特殊的 QR碼，采取自動和批量識別的處理機制，對圖書的排架情況進行快速核對。圖書館員通過智能手機或者平板電腦的攝像頭掃描書架，該 AR應用就可以即時地在屏幕上顯示哪本書亂架了，然后在相應的圖書書脊上出現一個紅色的“X”，并顯示方向箭頭，指向正確的位置。除了智能排架功能，該應用還可以實現清點藏書的功能[6]。

從以上的事例給我們啟示，雖然上述的 AR應用還沒有大面積地普及應用，但是它利用 AR技術實現圖書智能排架確實是一次超前的技術創新和大膽嘗試。我們不僅可以利用AR技術實現圖書智能排架，還可以通過掃描書架上的QR碼，實時地獲取當前圖書館的相關館藏數據；掃描書脊上的 QR碼，可以鏈接館藏電子書，亦可指向外部的電子書數據庫，同時也可以利用圖書館的CRM（客戶關系管理）端的自動化管理系統的數據。

此外，在當今移動互聯網格局的時代下還可以利用 AR技術實現圖書館印本資源和數字資源的融合集成展示，實現讀者的閱讀數據都存在云端，讀者在圖書館閱讀部分印本資料以后，回到家中可以利用移動終端繼續接著閱讀相應的圖書資料。這種線上與線下緊密結合的閱讀機制簡化了讀者的信息檢索，增強了用戶體驗。可以說在未來相當長的一段時間里，大多數圖書館都保持著印本館藏和數字館藏的符合圖書館形態，利用移動 AR技術促進信息資源的融合和集成是建設智能圖書館的一個新的技術思路和解決方案。

4.4基于大數據環境下的 AR技術應用于圖書館信息智能云推送服務

AR系統 CRM（客戶關系管理）端基于圖書館借閱產生的大數據，運用大數據分析技術，通過對讀者的閱讀社會關系、閱讀內容等數據的采集與分析，能夠精準判斷讀者的身份、需求、目的，洞察用戶最新的科研走向[7]，結合用戶相關歷史借閱數據，推斷其借閱習慣與借閱趨勢，再利用數據挖掘技術，定制與其借閱相關聯的文獻資源。采用云推送機制，根據用戶的使用習慣推斷用戶興趣或者愛好，及時、有針對性地給用戶推送一些最新的書刊、資料等。有效提升了圖書館在科研、教育領域中的作用，為科研教育工作者提供更多有價值的信息，提高服務的針對性、有效性和質量。

AR系統也可以根據讀者的借閱數據分析，判斷讀者圖書借閱的總體趨勢、各類借閱圖書的分布、近期借閱的熱門圖書等，利用大數據對圖書館館藏資源進行有效評估，預測出讀者的關注熱點，并根據圖書資源的評價意見，有效評估圖書館已經有的文獻資源的質量以及讀者對未購圖書的需求，這種利用大數據分析評估的機制告別了以往單一的、低效率的、被動的讀者薦購方式，以前讀者想要圖書館購買一本書，從推薦到購買最低要一個月的時間，極大地影響了讀者的需求體驗。而采用這種主動的高效的方式能極大地提升圖書館在知識服務方面的積極作用。

除此之外，AR系統還可以設置實時接收被推送的用戶反饋意見，圖書館員再根據意見再次完善推送系統，優化大數據的分析算法；保證為每一位讀者，在掌握其需求的情況下，圖書館的 AR系統都能及時地為他們提供專業的、精準的、高效的、有針對性的信息推送服務。真正實現圖書館業務的智能化，主動化、高效化。

4.5基于AR技術的圖書館智能人臉識別系統

隨著高校招生規模的擴大和大量圖書購置，目前國內許多高校的圖書館借閱系統都使用校園一卡通或者圖書卡進行管理，校園一卡通、圖書卡只認證不認人，還需要工作人員將照片與本人進行對比，識別效率很低，影響借閱效率。當讀者忘記帶證件的時候就無法借閱，這一點有悖于圖書管理的人性化，當證件損壞或者丟失都會給圖書管員和讀者本身帶來很多麻煩。利用基于 AR技術的人臉識別系統無需干擾人們的正常行為就能達到很好的識別效果，無需擔心證件忘帶或者損壞，讀者只需要在攝像機前自然停留片刻，他們的眼睛對準虹膜掃描裝置，讀者的身份就能被精準有效識別，大大提高了借閱效率和圖書館的安全性。將 AR人臉識別技術引入到高校圖書館借閱管理系統中是圖書館行業的一個重大業務技術革新和安全升級。

5 結語

在當前倡導“互聯網+”的新常態移動互聯網產業環境下，AR技術在智能化圖書館中實現了導讀和定位服務、資源融合服務、大數據分析服務等多種功能，這一技術必將使圖書館的服務方式，服務內容和服務范圍等發生根本性的變革，AR技術在圖書館發展中有著極大的應用前景。但目前仍處于起步階段，仍有許多問題有待研究解決。例如網絡信息安全問題，這是目前整個時代所面臨的問題，圖書館要積極跟進技術革新和網絡安全機制建設，加強圖書館 AR系統的網絡安全建設，筆者相信隨著各項技術的不斷發展、完善、成熟，AR技術在未來智能圖書館中的應用將會愈漸成熟，蓬勃發展。

[1] 付躍安.移動增強現實(AR)技術在圖書館中應用前景分析[J].中國圖書館學報,2013,(3):34-39.

[2] 王璞.移動增強現實技術在圖書館中的應用研究[J].圖書與情報,2014,(1):96-100.

[3] 李震,李艷誠.圖書館應用移動增強現實技術(AR)探究[J].圖書館學研究,2014,(21):17-21.

[4] 曾祥滿.增強現實技術在圖書館個性化服務平臺中的應用研究[D].北京:北京郵電大學,2013.

[5] 楊強.基于增強現實的圖書館個性化服務系統的研究與實現[D].北京:北京郵電大學,2014.

[6] 徐之路.基于 Virtools的虛擬圖書館的設計與開發[D].上海:華東師范大學,2011.

[7] 喬曉露.移動增強現實技術下的圖書館創新體驗研究[J].藝術科技,2015,(10):77,101.

Explore personalized applications of augmented reality mobile Internet era of (AR) in the smart library

AR is a use of additional graphics or text information such as virtual information, on the surrounding of the real world scene rendering, let the virtual information and the real things in the same space at the same time coexist, obtain the fusion effect, so as to enhance people's knowledge to the real things, understanding, and interaction of high and new technology. With the rapid development of mobile Internet technology, based on the hardware of intelligent mobile phone will start the AR APP AR technology into daily life. According to the characteristics of AR in university library at present stage business based on the analysis of the status quo, put forward of AR technology in library personalized intelligent navigation service, intelligent optical character recognition, book shelf and resource integration, based on large data environment of mobile AR technology is applied to library information intelligent push cloud services and AR technology application in library intelligent face recognition system in five aspects, such as AR technology in the application of the intelligent library is discussed.

Augmented reality; intelligent library; personalized service; big data

G250.7

A

1008-1151(2015)11-0029-03

2015-10-12

遼寧省“大學生創新創業訓練計劃”項目（201410162000012）。

黃均（1993－），男，遼寧中醫藥大學學生，研究方向為物聯網工程。