移動增強現實技術下的圖書館創新體驗研究

摘 要：增強現實技術作為一種新型信息技術，因移動設備和技術的發展而逐漸應用于大眾生活中。本文根據增強現實技術的功能和特點，從圖書館室內指引服務、書架定位、館藏資源以及信息推送這四個方面探討增強現實技術對于提升圖書館用戶體驗的作用。

關鍵詞：增強現實技術；圖書館；創新體驗

0 概述

圖書館豐富的館藏資源供人們借閱獲取知識，傳統的圖書館一般以一排排書架為基礎，按照一定的學科分類區分區域。在借閱系統中，每本書有一串編碼，代表了在某固定書架的固定位置上。這樣的編排方式雖然方便管理，對于借閱者來說卻不容易理解。根據圖書館實地調查結果表明，借書途徑通常是：在網上查詢書籍→記錄下該書籍的書架位置編碼→尋找相應樓層和書架區域→瀏覽書架上書籍→找到書籍。大多數的借閱者表示這樣的尋找方法不是很方便。

近年來，隨著計算機和科技的發展，增強現實技術逐漸進入大眾的生活。增強現實技術（Augmented Reality，簡稱AR），是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術，把虛擬世界套在現實世界并進行互動，從而提高用戶對真實世界的感知和理解。這種技術最早于90年代提出，如今有著廣泛的應用前景。移動設備的迅速發展也為增強現實技術提供了新的應用平臺，目前移動設備如智能手機、平板等都配備有高清攝像頭，藍牙無線接口以及定位芯片等等，基于增強現實技術的移動應用也越來越多。

將增強現實技術應用于圖書館的體驗中，可將傳統的參與方式轉變為交互式的參與方式，使人們獲得多感官的體驗，使圖書館充分發揮其作用。

1 增強現實技術

1.1 增強現實技術的發展

1992年，波音公司的Caudell和同事Mizell提出“增強現實（Augmented Reality）”一詞，[1]來描述通過計算機系統提供的信息增加用戶對現實世界感知的技術。增強現實技術通過將計算機生成的虛擬物體、場景或系統提示信息疊加到真實場景中，無縫結合，成為一個更完整的部分，從而實現對現實的“增強”，增強用戶的視覺感受。

增強現實技術有兩種實現方式：屏顯式和光學透視式。

屏顯式增強現實技術，指的是基于顯示器的增強現實方案。攝像機攝取真實世界的圖像與計算機圖形系統產生虛擬景象合成，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場景的影像。例如，近年來在電視直播的體育賽事中就常用到增強現實技術，在倫敦奧運會的直播節目上，游泳賽道上會出現選手是第幾泳道的數字、領先的線、國家的國旗等元素，但這些元素在比賽現場并不存在，是由計算機產生的虛擬圖像疊加到比賽視頻上，播出時收看電視的觀眾就能看到。再如，最近流行起來的利用增強現實技術的教科書，通過用手機掃描增強技術的化學元素結構圖片，原來二維的圖片在手機屏幕上可以是三維的虛擬模型，用戶可以旋轉，以不同角度查看，豐富了學習體驗。

光學透視式的增強現實技術，需要利用頭盔式的顯示器，將超小型面板的影像經由小型光學鏡頭傳至眼鏡的鏡頭部分，然后通過技術使之反射，從而將影像送入眼睛。例如，谷歌公司開發的Google Glass，它可以將數據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，這種增強現實技術能夠為用戶帶來沉浸式的體驗。

近年來移動設備發展迅速，智能手機和平板電腦的配置已經能夠滿足增強現實技術的軟硬件要求，同時移動設備具有方便攜帶和使用率高的特點，將智能移動設備作為增強現實技術的平臺，是增強現實技術的發展趨勢。

1.2 移動增強現實技術在展館中的應用現狀

移動增強現實，即基于移動終端的增強現實，是增強現實技術與移動終端相結合的產物。目前，移動增強現實技術給移動互聯網用戶帶來了全新的用戶體驗，這引起了國內外展館界的極大興趣，國內外的一些展覽館、圖書館、機構等開展了一些實驗性的探索項目。

（1）再現歷史與展覽講解。在香港國際藝術博覽會上，香港城市大學利用增強現實技術向觀眾展示了一般人無法看到的敦煌壁畫。展出的壁畫墻面斑駁，只能依稀看到一些基本輪廓，但當用戶通過iPad屏幕對準只有基本輪廓的墻面時，能夠在屏幕上看到色彩非常豐富的、細節非常完整的敦煌壁畫。由英國約克市議會支持制作的“約克市全息之旅”應用程序（City of York Hologram Tour）為使用智能手機的游客提供娛樂和教育服務。首先，在約克市的景點前放置一個全息圖像標識，提醒游客此處有全息景點的信息。游客安裝此應用后，將手機對準某個特定景點，一個穿戲服的虛擬人物就會出現在屏幕上，并為用戶表演一段有關歷史的短劇，用戶還可以跟這個虛擬人物合影留念。通過這款應用可以在這所古老的城市內為游客創造一種全新的數字體驗，尤其受到年輕一代游客的歡迎。增強現實可將數據輕松附加到現實物體上，可以讓觀眾在參觀的同時，通過周圍疊加數字圖片、在線學習資料以及博物館相關學術信息，豐富了觀眾的信息來源，提升了觀眾的學習體驗。增強現實技術讓整個參觀過程更有交互性，觀眾通過查看相關數據、圖片、視頻和相關深度閱讀，建立了一種以探究為基礎的學習模式，促進用戶對關注對象的深層含義的理解。

（2）書籍定位與管理。美國邁阿密大學計算機專業教授Bo Brinkman和助手Matt Hodges開發出了一個增強現實軟件ShelvAR，可以幫助圖書管理員更有效率地排列圖書。[2]ShelvAR由一個Android軟件和一套編碼標簽組成，當圖書館管理員在手機或者平板電腦上對準書架使用該軟件時，ShelvAR可以掃描書籍上的標簽，然后與編碼規則對比，以勾叉的形式指出圖書是否放置正確。如果某本圖書的位置放置錯誤，軟件會通過綠色的左右方向箭頭來提示圖書的正確位置。Brinkman表示，目前圖書館的書籍都是靠管理員手動整理，使用該軟件可以節省管理員不少的時間。除了發現亂架圖書，還可以完成藏書清點等任務，極大地方便了圖書管理人員的工作。

（3）原始文獻保護。英國曼徹斯特大學和約翰·里蘭茲大學圖書館聯合建立了一個“利用增強現實技術促進對特藏的研究和教學”項目，利用增強現實技術，可以幫助讀者充分接觸到原始文獻進行學習和研究，同時又保護古文獻不因頻繁使用而受損。在查閱手稿、標志性版本和文獻檔案原稿時，可以突破原稿保護的限制，在原稿周圍顯示數字圖片、文本、在線學習資料以及博物館圖書館和其他機構收藏的相關資料，讀者也可以對數字版進行放大，查看一些細小的細節、聆聽中古英語朗讀、查找數據、閱讀其他文獻、與其他資料做對照等等。[3]這些對我們圖書館今后的發展都是一種有益的借鑒。

2 移動增強現實技術下圖書館的體驗創新

移動增強現實技術與圖書館的結合，能拓展圖書館業務范圍，創新圖書館服務方式，提供更加人性化和個性化的服務。

2.1 圖書館室內導航

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

但應用了移動增強現實技術之后，可以在手機等移動設備上，呈現二維或者三維的地圖導航，甚至可以加入語音指引功能，方便讀者很快地找到目標地點。導航功能需要室內定位的技術，目前，來自芬蘭奧盧大學（University of Oulu）的研發團隊，開發出利用地磁來定位的室內定位系統IndoorAtlas，[4]將他們的研究成果和智能手機相結合，通過數字信號處理技術實現室內導航，且精度可以保持在1米之內，這非常有利于我們進行圖書館的室內導航探究。

2.2 圖書館書架定位

根據走訪多家圖書館的實地調研發現，目前國內圖書館采用一套編碼體系，運用英文與數字結合的方式，將書籍按照所屬的學科、館藏以及書架進行排列。這樣做的好處方便了圖書管理員的管理工作并且方便讀者在電腦上進行書籍的搜尋，但是讀者想要在偌大的圖書館和書架上找到目標書籍卻不是那么方便，讀者需要將這串編碼記錄下來，再依照編碼去尋找書架，找到書架后還要一一搜尋目標書籍，非常不方便。

國外開發的SelvAR軟件，已經基本實現了書架定位的功能。我們可以在此基礎上開發書架定位的功能，讀者使用移動設備掃描書架，當目標書籍出現時，給予讀者一個明顯的反饋，如目標書籍處出現一個圖標等等。

2.3 館藏資源的利用

將一些書籍植入增強現實技術，可以將相關的音頻視頻資料植入，豐富紙質書的內容。讀者在閱讀時可以獲得豐富的內容，有助于更好地學習和理解。

同時，有一些館藏資源是非常珍貴的文獻資料，也可以利用增強現實技術，將他們做成電子化的，可以讓更多的讀者獲得珍貴的文獻資料，而不用擔心文獻資料被過多地使用而造成損耗的問題，這些都有助于圖書館館藏資源的利用。

2.4 信息推送服務

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

運用移動增強現實技術，相當于利用讀者的移動設備，打造一個信息獲取平臺。例如，讀者走進圖書館，打開手機和應用，就能獲得新書介紹、活動信息等等；讀者掃描不同的館藏室，可以獲得相應館藏室的信息介紹等等；讀者掃描書籍，可以獲得書籍的基本信息，借閱權限，甚至可以加入讀者評論的功能，讓讀者與讀者間產生社交和互動。

3 結語

移動增強現實技術是一個新興技術，該技術仍處于探索階段，因此將此技術應用于圖書館中，也是一個探索性的嘗試。不過，移動增強現實技術在圖書館中的應用，能拓展圖書館業務的范圍，創新圖書館服務方式，提供更加人性化和個性化的體驗，具有一定的發展前景。國外的一些政府和教育機構也十分關注該領域的發展，進行了許多探索性的項目。

在今后的發展中，我認為圖書館要積極地跟進該技術的發展，多多探索技術結合的可能性，可以進行合作試驗，利用移動增強現實技術的優勢，將圖書館的館藏資源以及創新體驗做得更好。

參考文獻：

[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] 中國科技網.首款手機室內地磁定位導航系統無需藍牙信號或Wi-Fi[J].黑龍江科技信息，2014（16）.

作者簡介：喬曉露（1991—），女，上海人，上海交通大學媒體與設計學院藝術設計專業研究生三年級，研究方向：信息設計，交互設計。